Prof. dr hab. n. med. Karolina Sieroń była związana naukowo z Katedrą i Oddziałem Klinicznym Chorób Wewnętrznych, Angiologii i Medycyny Fizykalnej Wydziału Lekarskiego z Oddziałem Lekarsko- Dentystycznym w Zabrzu Śląskiego Uniwersytetu Medycznego w Katowicach. Po zakończeniu studiów rozpoczęła pracę w Katedrze i Oddziale Klinicznym Chorób Wewnętrznych, Angiologii i Medycyny Fizykalnej w Bytomiu SUM jako asystent, a po doktoracie uzyskanym pod promotorstwem prof. Jerzego Żmudzińskiego uzyskała etat adiunkta. W tym Oddziale stworzyła jedną z nielicznych w Polsce Pracowni Endoskopii Kapsułkowej. Po uzyskaniu samodzielności naukowej i specjalizacji z gastroenterologii, powierzono jej kierowanie pododdziałem internistyczno-gastrologicznym, jak również koordynację Pracowni Ultrasonograficznej.

Prof. dr hab. n. med. Karolina Sieroń jest specjalistą w dziedzinie chorób wewnętrznych i gastroenterologii, a aktualnie jest w trakcie specjalizacji z balneologii i medycyny fizykalnej. Jej zainteresowania sportowe (jest znakomitym jeźdźcem) skierowały Ją też na ścieżkę medycyny sportowej i od 2006 roku posiada uprawnienia do przeprowadzania badań i wydawania orzeczeń o zdolności do uprawiania sportów przez dzieci i młodzież do ukończenia 21. roku życia oraz przez zawodników pomiędzy 21. a 23. rokiem życia. Co ważne z lekarskiego punktu widzenia, w 2016 roku po odpowiednim przeszkoleniu uzyskała prawo opiniowania jako biegły sądowy.

Prof. Karolina Sieroń jest zapraszana do recenzowania prac publikowanych w czasopismach międzynarodowych posiadających Impact Factor. Była promotorem trzech zakończonych przewodów doktorskich oraz została wybrana recenzentem 13 przewodów doktorskich oraz 2 postępowań habilitacyjnych. Profesor Karolina Sieroń odbyła liczne staże i pobyty naukowe w wiodących ośrodkach zagranicznych, m.in. w: Heidelbergu, Londynie, Bournemouth, Bilbao, Kairze i Ostrawie.

Za działalność dydaktyczną i naukową została dziesięciokrotnie uhonorowana Nagrodą Rektora SUM. Ponadto jest posiadaczem Nagrody Naukowej Ministra Zdrowia.

Prof. Karolina Sieroń była założycielem Polskiego Towarzystwa Rehabilitacji Gastroenterologicznej, którego została wybrana Prezesem. Jest także członkiem Zarządu Głównego Polskiego Towarzystwa Krioterapii. Była członkiem Komitetów Naukowych i Organizacyjnych licznych międzynarodowych i krajowych konferencji naukowych.

Działalność naukowa prof. Karoliny Sieroń skupia się na ocenie przydatności klinicznej endoskopii klasycznej i autofluorescencyjnej przewodu pokarmowego, diagnostyce i terapii fotodynamicznej w stanach przednowotworowych i nowotworowych, a także na badaniach klinicznych i doświadczalnych oceniających przydatność terapeutyczną oddziaływania pól elektromagnetycznych, światła i temperatur kriogenicznych w wybranych jednostkach chorobowych. Jako lekarz zajmujący się badaniami sportowców, prowadzi również badania u zawodników trenujących sztuki walki, takie jak: judo czy tajski boks.