Il suo contributo scientifico più rilevante ha riguardato i rapporti tra malaria e talassemia (e successivamente il favismo) in Sardegna. Tra il 1953 ed il 1954 Carcassi ed alcuni suoi collaboratori avevano scelto quattro paesi della provincia di Nuoro, di cui due costieri, intensamente malarici ma con alta frequenza di talassemia .Le ricerche sui gruppi sanguigni avevano dimostrato che le popolazioni dei quattro paesi esaminati erano geneticamente identiche eliminando in questo modo l'ipotesi che potesse trattarsi di due gruppi di popolazioni geneticamente diversi. In base a questi dati si poteva concludere che l'infezione malarica aveva esercitato una pressione selettiva che avvantaggiava gli eterozigoti talassemici (portatori di un solo gene talassemico) rispetto ai soggetti normali che invece potevano soccombere all'infezione da plasmodio malarico.