Родился в 1956 году во французском городе Нанте, родине Жюля Верна — кумира Каро, который с детства привил ему любовь к научной фанатстике и оказал влияние на его художественный вкус.
В 1970-х годах работал в качестве дизайнера и редактора в журнале Métal hurlant, совместно с Жилем Андре рисовал комиксы для культовых журналов L'Écho des savanes и Fluide glacial. В 1974 году на Международном фестивале анимационных фильмов в Анси познакомился с начинающим режиссёром-мультипликатором Жан-Пьером Жёне, в соавторстве с которым и создал в дальнейшем свои лучшие работы в кинематографе
В 1981 году их совместная короткометражка «Карусель» (1979) была признана лучшим мультфильмом на 6-й церемонии вручения наград премии «Сезар». В том же году свет увидел их короткометражный арт-фильм «Бункер последнего выстрела». Семь лет он регулярно демонстрировался в кинотеатре L'Escurial вместе с лентой «Голова-ластик» Дэвида Линча, с которой имел сходство. Каро продолжил самостоятельно снимать короткометражки, рекламу, музыкальные клипы.
В 1991 году вместе с Жёне поставил чёрную комедию «Деликатесы» с Домиником Пиньоном в главной роли, которая принесла им коммерческий успех и широкую известность: фильм победил в номинациях «лучший дебют» и «лучший сценарий» на 17-й церемонии вручения наград премии «Сезар» и завоевал ряд других международных наград.
Согласно титрам, свои творческие обязанности режиссёры распределяли следующим образом: Жёне занимался постановкой мизансцен, на Каро лежала художественная работа. Сам Каро описывал совместную работу так: «Мы вместе пишем, вместе снимаем, вместе редактируем. Бывает, каждый из нас берёт на себя что-то, в чём разбирается лучше в соответствии с полученной специальностью. Но мы действительно работаем сообща».
Успех картины позволил им приступить к съёмкам фантастического фильма «Город потерянных детей» (1995), сценарий к которому был написан ещё в начале 1980-х годов, однако не был экранизирован по финансовым причинам. Эта работа была встречена более прохладно: несмотря на ряд номинаций на престижных фестивалях, она провалилась в прокате.
Тем не менее она привлекла внимание голливудских продюсеров, которые предложили режиссёрам съёмки «Чужого: Воскрешение» (1997). Жёне согласился, тогда как Каро наотрез отказался участвовать в проекте, в котором его лишают творческого контроля; в конце концов, его всё-таки уговорили провести три недели в Голливуде, где он занимался дизайном костюмов и декораций для фильма, однако в дальнейшем пути друзей разошлись[5].
Картина «Dante 01» (англ.)рус. 2008 года стала первым полнометражным фильмом, который Каро режиссировал один, и прошла почти незамеченной.
С 2011 года работал над совместным франко-японским мультфильмом «Ветроходы» (Windwalkers: Chronicle of the 34th Horde) в качестве сценариста и арт-директора (режиссёр Жан Кунен). Бюджет проекта, в основу которого лёг научно-фантастический роман Алена Дамасио (Alain Damasio), составил €18 млн, однако из-за разногласий с американскими прокатчиками, которые требовали «марвелизировать» слишком запутанный, по их мнению, сценарий, Каро и Кунен покинули проект в конце 2013 года, а в 2015 году все работы над мультфильмом были заморожены