Carl Schlyter var fram till 2019 miljöpartist. Han var ledamot av partistyrelsen 2000–08 och har även varit aktiv på internationell nivå, bland annat som svensk representant i European Green Party. Schlyter var i Europaparlamentet ledamot av utskottet för miljö, folkhälsa och livsmedelssäkerhet, 2009–14 var han vice ordförande i utskottet.