Konwencja Karpacka zgodnie ze swoją pełną nazwą ma charakter ramowy, co pozwala na stopniowe dostosowywanie i prowadzenie przez jej Strony wszechstronnej polityki na rzecz ochrony i zrównoważonego rozwoju regionu karpackiego, dzięki uwzględnieniu celów i postanowień Konwencji w politykach sektorowych poszczególnych Stron.

Jednak, z uwagi na ramowy charakter Konwencji Karpackiej i stopień ogólności jej zapisów, wdrażanie Konwencji wymaga uprzedniego przyjęcia odpowiednich powiązanych z nią dokumentów wykonawczych - tematycznych protokołów, dotyczących poszczególnych dziedzin objętych Konwencją.

Celem przyjęcia protokołów tematycznych do ramowej konwencji jest rozwinięcie jej ogólnych postanowień, przez określenie priorytetów, zakresu współpracy oraz szczegółowych zobowiązań Rządów umawiających się Stron w poszczególnych dziedzinach objętych ramową konwencją. Każda ze Stron Konwencji może przedłożyć pozostałym Stronom projekty protokołów tematycznych do Konwencji. Protokoły tematyczne do ramowej konwencji mają taki sam jak sama konwencja status wiążących jego Strony aktów prawa międzynarodowego. Z uwagi na powyższe, jej protokoły tematyczne wymagają wspólnego opracowania propozycji tekstu, przeprowadzenia oficjalnych negocjacji na szczeblu międzynarodowym oraz wewnętrznych uzgodnień międzyresortowych w poszczególnych krajach, a następnie oficjalnego przyjęcia Protokołu, jego podpisania i ratyfikacji przez poszczególne jego Strony, w sposób określony ich prawem wewnętrznym. Protokoły tematyczne są przyjmowane i podpisywane na kolejnych sesjach Konferencji Stron. Zgodnie z przyjętymi dla Konwencji Karpackiej zasadami protokół tematyczny wchodzi w życie dziewięćdziesiątego dnia od daty złożenia Depozytariuszowi czwartego dokumentu ratyfikacji, zatwierdzenia, przyjęcia, lub przystąpienia.

Do wejścia w życie protokołu tematycznego do Konwencji Karpackiej niezbędna jest jego ratyfikacja w co najmniej czterech Stronach, które uprzednio ten protokół przyjęły i podpisały. Oczywiście protokół taki wchodzi wówczas w życie wyłącznie na obszarze określonym geograficznym zasięgiem stosowania Konwencji wyłącznie na terytorium państw, które go ratyfikowały i stały się w ten sposób jego pełnoprawnymi Stronami. Po ratyfikacji protokołu przez którąkolwiek z następnych Stron Konwencji protokół wchodzi w stosunku do niej w życie dziewięćdziesiątego dnia od daty złożenia przez tą Stronę Depozytariuszowi dokumentu ratyfikacji, zatwierdzenia, przyjęcia, lub przystąpienia.

Do chwili obecnej przyjęto następujące cztery protokoły tematyczne do ramowej Konwencji Karpackiej:
• Protokół o ochronie i zrównoważonym użytkowaniu różnorodności biologicznej i krajobrazowej - 2008, Bukareszt
• Protokół o zrównoważonej turystyce – 2011, Bratysława
• Protokół o zrównoważonej gospodarce leśnej - 2011, Bratysława
• Protokół o zrównoważonym transporcie – 2015, Mikulov

Rzeczpospolita Polska ratyfikowała dotychczas trzy spośród ww. protokołów tematycznych do ramowej Konwencji Karpackiej. Protokoły dotyczące różnorodności biologicznej oraz turystyki weszły już w życie na obszarze stosowania Konwencji w Polsce i zostały ogłoszone w Dzienniku Ustaw – stanowią zatem część polskiego krajowego porządku prawnego. Protokół o zrównoważonej gospodarce leśnej jest obecnie w trakcie procedury ratyfikacji przez Rzeczpospolitą Polską. Przyjęty dnia 26 września 2014 r. Protokół o zrównoważonym transporcie został podpisany przez Rzeczpospolitą Polską dnia 15 czerwca 2015 r. a następnie ratyfikowany dnia 6 listopada 2015 r., lecz nie wszedł jeszcze w życie w stosunku do którejkolwiek ze Stron Konwencji.