Fin da adolescente Pinelli ha coltivato una passione vivissima per l’atletica leggera che lo ha portato a vincere, in seconda liceo, la gara di salto in alto dei campionati provinciali studenteschi laziali. Successivamente è stato primatista laziale di salto in lungo (FIDAL) con la misura di 6,80 metri.

Costretto a ritirarsi ancora giovanissimo dalle competizioni sportive a causa di un grave strappo muscolare, Pinelli si è dedicato da allora in avanti con analoga passione alla pratica dell’alpinismo, soprattutto nel gruppo del Monte Bianco e successivamente nelle montagne asiatiche dell’Hindu Kush.

Alpinista "accademico" (CAAI) e istruttore di alpinismo, Pinelli ha diretto per molti anni la scuola di alpinismo "Paolo Consiglio" del CAI di Roma.

Tra gli anni sessanta e ottanta ha preso parte a otto spedizioni alpinistico-esplorative nell'Himalaya e nell'Hindu Kush, scalando varie vette vergini. Tra queste il Saraghrar Peak di 7350 metri; spedizione diretta da Fosco Maraini, 1959 (F. Maraini: Paropamiso, 1960) il Baba Tangi (6513 metri), il Gokhan Sar (6249 metri), il Koh-e Wakhan, (6400 metri), il Koh-e Hillal (6280 metri), il Windok (6400 metri). Ad eccezione della prima spedizione, in tutte le altre ha ricoperto il ruolo di leader.

Nel 1990 ha guidato la famosa spedizione ecologica ''FREE K2", di Mountain Wilderness, che liberò la seconda vetta del pianeta da tonnellate di rifiuti e corde fisse abbandonati dalle precedenti spedizioni.

Nel 2003 ha guidato la missione alpinistico-umanitaria “OXUS - Montagne per la pace”, organizzata da Mountain Wilderness, che ha riaperto le alte vallate dell’Hindu Kush afghano agli sport d’avventura e ha scalato nuovamente il monte Noshaq (7490 metri), la maggiore                                         vetta dell’Afghanistan.

Negli ultimi anni ha organizzato e diretto sei corsi di "Environment - Friendly Mountaineering" in India e in Pakistan e due analoghi corsi in Afghanistan, riservati a giovani locali, di ambo i sessi, interessati a ricoprire i ruoli di liaison officer, guida di media-montagna, sirdar di trekking, ranger di parchi naturali montani. Due degli ex-allievi afghani sono stati i primi della loro nazione a raggiungere – durante l’estate del 2009 - la massima elevazione del paese: il monte Noshaq (7490 metri) nel Corridoio di Wakhan.

Durante l'estate del 2013 Carlo Alberto Pinelli è ritornato nel Karakorum occidentale pakistano per dirigere un corso avanzato di "Environment Friendly Mountaineering" organizzato da Mountain Wilderness International e dalla Fondazione Aga Khan. Il Corso era riservato a giovani montanari del luogo (Gojal, Shimshal, Wakhan) già in possesso di esperienze in alta quota. Tra gli allievi c'erano anche sette intrepide ragazze. Durante il mese di maggio 2014 ai 13 migliori allievi è stata offerta una ulteriore settimana di formazione nella neve profonda e in alta quota.

Infine Pinelli ha organizzato nel 2015 un corso per guide di trekking tra le montagne del Tigray, in Etiopia.

Dal 2017 Pinelli dirige per conto di Mountain Wilderness e dell'Istituto Italiano di studi per il Mediterraneo e l'Oriente il PROGETTO SWAT, nel Pakistan settentrionale.

Nel 2022 ha organizzato un primo corso "rivoluzionario" di introduzione alle attività legate alla montagna, riservato alle sole ragazze dello Swat e diretto unicamente da istruttrici europee. Un secondo corso simile al primo è stato predisposto per l'aprile del 2024. Si chiama: Swat Girls in Action!

Nella primavera del 2016 Carlo Alberto Pinelli è stato insignito dal presidente della repubblica islamica del Pakistan dell'alta onorificenza "Stella della Nazione (Sitara i-Imtiaz)" in riconoscimento della sua lunga attività nei campi dell'alpinismo e della formazione umanitaria.

Monte Saraghrar (7350 metri)