Som statschef har Carl XVI Gustaf ett löpande arbete med bland annat riksdagens talman, representanter från Sveriges regering, svenska kungliga akademier och Svenska kyrkan.
Carl XVI Gustaf har företagit mer än 40 statsbesök i till exempel Egypten, Kina, Sydafrika och Tanzania. Varje år gör Carl Gustaf studiebesök vid flera svenska företag. På juldagen håller han sitt årliga jultal i Sveriges Radio P1.
Kung Carl Gustaf ingick äktenskap med Silvia Sommerlath den 19 juni 1976. Samma år godkände han att prins Bertil skulle ingå äktenskap med Lilian Craig och samtidigt behålla prinsvärdigheten. Han närvarade vid förlossningen när barnen föddes. Under sina första år som kung flyttade han monarkins fokus från den kulturella sfären, till ett ökat engagemang för näringsliv, teknik, samhällsliv och miljöfrågor.
Efter att ha företagit sina första statsbesök hos europeiska monarkier, USA, och länder som Sverige hade andra band till, företog kungaparet 1978 två statsbesök till kommunistiska stater; först till Leonid Brezjnev i Sovjetunionen, och sedan till Titos Jugoslavien. Det förra statsbesöket väckte mycket kritik, men Torbjörn Fälldins regering var fast besluten att resan skulle bli av. Med på resan var bland annat utrikesminister Karin Söder. I Jugoslavien möttes kungaparet av jättelika porträtt av kungen och Tito; presidenthustrun Jovanka befann sig för övrigt vid tillfället i husarrest sedan ett år. Under sina första tio år som monark gjorde kungen statsbesök som första svensk monark någonsin i Japan (april 1980) och i Afrika (Tanzania, februari 1981).[16] Efter ett statsbesök i Saudiarabien i februari 1981 sade kungen att svenska exportföretag måste ”ta sig i kragen, agera mer professionellt” för man ”kan inte komma till till exempel Saudi eller Jemen och tala om för dem vad de vill ha”. Uttalandet väckte mycket stor uppmärksamhet. Han har också som förste svensk monark närvarat vid en gudstjänst i en moské (i Egypten), och har gjort statsbesök i Vatikanstaten.
Han gjorde sin första eriksgata i Jämtland (där han är hertig) första året som kung, och den sista 1989, till Härjedalen. Han hade då gjort en resa i varje län.
Bland kung Carl Gustafs offentliga åtaganden hör flera miljörelaterade engagemang. Som exempel har han startat Kung Carl Gustafs Miljötävlan och den internationella miljökonferensen Royal Colloquium. Han är även ordförande för den svenska avdelningen av Världsnaturfonden sedan 1988.[19]
I egenskap av Sveriges kung, är kung Carl Gustaf stormästare av Serafimerorden, Svärdsorden, Nordstjärneorden, Vasaorden, och Carl XIII:s orden. Han utser mottagare av och utdelar Serafimer- och Nordstjärneordnarna, Carl XIII:s orden samt de kungliga medaljerna.