Ο Αθανάσιος Καρούλης έχει πτυχίο Μαθηματικών από τη Σχολή Θετικών Επιστημών, ΑΠΘ, μεταπτυχιακό στην Εκπαίδευση από το Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήμιο, μεταπτυχιακό στα Πληροφοριακά Συστήματα από το Πανεπιστήμιο Μακεδονίας και διδακτορικό στην Πληροφορική από το Τμήμα Πληροφορικής, ΑΠΘ.

Έχει δημοσιεύσει περισσότερες από 60 επιστημονικές εργασίες σε πανελλήνια και διεθνή περιοδικά και συνέδρια, ενώ έχει εκδόσει επτά βιβλία στην ελληνική γλώσσα και έχει συμμετάσχει σε περισσότερα από δώδεκα εθνικά και ευρωπαϊκά αναπτυξιακά έργα.

Τα επιστημονικά και ερευνητικά του ενδιαφέροντα εστιάζουν στους τομείς της: Επικοινωνίας Ανθρώπου-Υπολογιστή, στις Εκπαιδευτικές Τεχνολογίες, στα Πληροφοριακά Συστήματα Εκπαίδευσης και στην Ανοικτή και από Απόσταση Εκπαίδευση.