Dopo aver partecipato al Campionato del Mondo dilettanti del 1966 (41° classificato), Lino Carletto passa professionista a settembre dello stesso anno con la Salamini. Corre le classiche di fine stagione e si mette in evidenza con l'8° posto alla Coppa Agostoni e il 12° al Giro di Lombardia. L'anno successivo, confermato alla Salamini, ottiene il suo primo ed unico successo da professionista vincendo il Gp Cemab a Mirandola. Ottiene inoltre importanti piazzamenti e al suo primo Giro d'Italia è 20°. Nel 1968 è ingaggiato dalla Salvarani e nonostante non ottenga vittorie è spesso tra i primi degli ordini d'arrivo e partecipa, concludendoli, al Giro e al Tour. Viene convocato in Nazionale per i Mondiali, vinti da Adorni, dove si ritira dopo aver comunque dato il suo valido contributo alla causa azzurra.
Nel 1969 al Giro di Romandia sfiora il successo (2° in una tappa) e contribuisce alla vittoria nella cronosquadre della Salvarani (con Gimondi e Dalla Bona). Al Giro è nuovamente ottimo protagonista e lo conclude in 19° posizione.
E' professionista ancora per due stagioni con la Salvarani, ma non ottiene più risultati di rilievo e al termine della stagione 1971 conclude la sua onorevole carriera