1990–1996 m. mokėsi Mažeikių "Pavasario" vidurinėje mokykloje.

1996–1997 m. M. Karčemarskas dirbo Mažeikių radijo stotyse "Ventus" ir "Mažeikių aidas" laidų rengėju ir vedėju.

1997–2001 m. jis studijavo Vilniaus konservatorijoje, įgijo muzikos mokytojo ir folkloro kolektyvų vadovo specialybę. 2001–2005 m. jis tęsė studijas Lietuvos muzikos ir teatro akademijoje, įgijo menotyros bakalauro išsilavinimą, parengė ir apsigynė diplominį darbą tema "Bosiniai strykiniai chordofonai Lietuvoje: basetlė". 2005–2007 m. jis studijavo Lietuvos muzikos ir teatro akademijos magistrantūroje, apsigynė magistro darbą tema "Cimbolai Lietuvoje" ir įgijo muzikos magistro išsilavinimą. Studijuodamas 2001–2003 m. jis buvo Lietuvos muzikos ir teatro akademijos studentų folkloro ansamblio "Lauksna" narys.

2004–2007 m. M. Karčemarskas dirbo Lietuvių literatūros ir tautosakos instituto Tautosakos archyvo skyriuje vyresniuoju laborantu.

Nuo 2007 m. iki šiol M. Karčemarskas gyvena ir dirba Anykščiuose.

2007–2010 m. jis dirbo A. Baranausko ir A. Vienuolio-Žukausko memorialinio muziejaus padalinyje Arklio muziejuje muziejininku-etnomuzikologu, nuo 2010 m. rugsėjo iki šiol yra A. Baranausko ir A. Vienuolio-Žukausko memorialinio muziejaus Etninės kultūros skyriaus (Arklio muziejaus) vedėjas.

Nuo 2008 m. jis yra Arklio muziejaus ekspozicijų, ekspedicijų ir edukacinių programų rengėjas, ekskursijų ir projektų vadovas, nuo 2010 m. – vienas iš Respublikinės žirgų sporto ir tradicinės kultūros šventės "Bėk bėk, žirgeli!" rengėjų. Nuo 2019 m. kiekvieną vasarą jis organizuoja teminius kultūros savaitgalius Arklio muziejuje, tęsdamas Gyvojo kaimo programų tradiciją.

M. Karčemarskas parengė ir skaitė pranešimą "Basetlė Lietuvos kaimo kapelijose" tarptautinėje etnomuzikologų konferencijoje "Lietuvos etnomuzikologija: dabartis ir perspektyvos" Vilniuje (2004 m.).

Jis paskelbė keletą mokslinių publikacijų  periodiniuose straipsnių rinkiniuose: "Lietuvių bosiniai strykiniai chordofonai. Basetlė" ("Lietuvos muzikologija", t. 6, 2005 m.), "Cimbolai Lietuvoje – praeitis ir šiandiena" ("Tautosakos darbai", t. XXXII, 2006 m.), "Cimbolai ir muzikavimo jais tradicija Lietuvoje". Lietuvos muzikologija. Vilnius: Lietuvos muzikos ir teatro akademija, t. 8, 2007 m.). Jis parengė melodijas "Iš joniškėliečių tautosakos" monografijai "Joniškėlis" (2007 m.), yra vienas iš biografinio albumo "Viską ir aš prisimenu..." : Jurgio Kazlausko medžio drožiniai" rengėjų (su Skaidre Račkaityte ir Rasa Bražėnaite, 2018 m.).

Nuo 1997 m. M. Karčemarskas dalyvauja folklorinėse ekspedicijose. Šiuo metu jis užrašinėja Anykščių krašto muzikinį folklorą, arklininkystės istoriją. Jis nuolat organizuoja keliones su žemaitukais žirgais, o nuo 2015 m. kartu su žemaitukų augintoju ir keliautoju Vaidotu Digaičiu kasmet rengia "Keliones mediniais tekiniais su žemaitukais".

Jo vadovaujamas Arklio muziejus pelnė vieną pirmųjų apdovanojimų "Anykščių turizmo gilę" kaip Svetingiausias turizmo objektas (2016 m.). Jo vadovaujamo skyriaus Tradicinių amatų centras pripažintas geriausiu Lietuvoje tradicinių amatų centru (2021 m.).

Laisvalaikiu muzikuoja, meistrauja, keliauja ir piešia.

Vedęs, žmona Danutė Janušytė-Karčemarskienė (g. 1978 m.) – kultūros organizatorė, muziejininkė, muziejininko Aloyzo Janušio (g. 1941 m.) duktė. Vaikai: Kristupas Karčemarskas (g. 2002 m.), Titas Karčemarskas (g. 2003 m.) ir Aistė Karčemarskaitė (g. 2005 m.).