Carl Schlyter är inne på sin andra mandatperiod som Europaparlamentariker för Miljöpartiet. Denna gång är han dock inte ensam representant för MP, utan har nu sällskap av Isabella Lövin. Miljöpartiet ingår i sin tur i den politiska gruppen De Gröna.

Schlyter är vice ordförande i miljöutskottet och har sagt att han kommer att prioritera nanoteknik och att EU-ländernas regeringar inte ska kunna köra över parlamentet i klimatpolitiken. Han vill också förändra EU:s jordbrukspolitik och anser att EU behöver mer öppenhet för att motverka lobbyisters intressen. Tidigare har han varit aktiv i frågor kopplade till kemikalier.

I januari 2010 var Carl Schlyter med och startade en arbetsgrupp tillsammans med andra EU-politiker och Läkare Utan Gränser som ska arbeta med fattigdomsrelaterade sjukdomar och rätten till mediciner för människor i utvecklingsländerna.

Även om Miljöpartiet svängt i EU-frågan är Carl Schlyter EU-motståndare. Hans förklaring är att lobbyister och stora företag har för stora möjligheter att köpa sig makt.

I maj 2011 antog EU-parlamentet hans betänkande om övergångsordningar för bilaterala investeringsavtal mellan medlemsstater och tredjeländer.