Первые работы М. И. Каринского были посвящены истории философии («Критический обзор последнего периода германской философии» (1873), представляющий собою блестящий очерк развития основных идей немецкой философии, начиная с Канта и заканчивая Гартманом), но в его основную область научных интересов вошли теория познания и логика. Большие усилия он посвятил проблеме соотношения мысли и реальности. Он подвергал критическому анализу концепции Беркли, Канта, Гартмана, Гегеля, Дж. Ст. Милля. Значительное место в его логических исследованиях заняли проблема классификации выводов (где он выделил два основных типа выводов: 1) выводы, основанные на «сличении субъектов», и 2) выводы, основанные на «сличении предикатов») и проблема перечисления и оправдания самоочевидных истин. Кроме того, М. И. Каринский написал ряд работ по истории античной философии.