Sebastian Carballo effectue ses études de médecine à l’Université de Genève, et poursuit sa formation en médecine interne aux Hôpitaux universitaires de Genève, initialement dans les cliniques de médecine, puis au sein du Service de médecine interne générale.
A la suite de sa spécialisation FMH, et soutenu par le Fonds National Suisse pour le Recherche ainsi que par un fond de perfectionnement des HUG, il s’engage dans la recherche fondamentale. Durant ses années à l’Université d’Oxford, il conduit sa recherche dans le domaine des cardiomyopathies héréditaires, avec obtention en 2006, du titre de Doctor of Philosophy (PhD, DPhil).
Outre l’activité clinique au sein du Service de médecine interne générale (SMIG), qu’il a réintégré en octobre 2006, ses intérêts de recherche actuels portent sur les bases moléculaires du remodelage cardiaque, ainsi qu’a la prédisposition génétique aux maladies cardiovasculaires, notamment de l’insuffisance cardiaque et du syndrome coronarien aigu.
Il est par ailleurs fortement impliqué dans la formation médicale pre et post gradué, et depuis 2020 responsable de l’AMC de médecine interne au sein de la Faculté de médecine.