Karnezis maakte deel uit van de jeugdopleidingen van FC Barcelona en OFI Kreta, maar debuteerde in 2007 in dienst van Panathinaikos op het hoogste niveau. Bij die club speelde hij in zijn eerste vier seizoenen twee competitiewedstrijden. Vanaf het seizoen 2011/12 kwam hij onder coach Jesualdo Ferreira steeds vaker in actie. Na een seizoen met een vaste basisplaats (2012/13) verkaste Karnezis in de zomer van 2013 naar Udinese, dat hem direct verhuurde aan satellietclub Granada. Aldaar speelde hij in het seizoen 2013/14 zes competitieduels, terwijl hij 32 wedstrijden op de bank zat. In de zomer van 2017 huurde Watford de doelman van Udinese voor één seizoen.[1] Na afloop van deze verhuurperiode, waarin Karnezis tot vijftien competitieduels kwam, nam Napoli de doelman over. Hij werd eerst een jaar gehuurd voor hij de definitieve overstap zou maken.[2] In juli 2020 vertrok hij van Napoli naar Lille, in een ruildeal met Victor Osimhen, die de omgekeerde weg bewandelde.[3] In de zomer van 2022 werd het contract van Karnezis bij Lille ontbonden en hij zette een punt achter zijn actieve loopbaan, op zesendertigjarige leeftijd.[4]
Karnezis maakte zijn debuut in het Grieks voetbalelftal op 29 februari 2012, toen er met 1–1 gelijkgespeeld werd tegen België. Van de Portugese bondscoach Fernando Santos mocht de doelman in de basis beginnen en de gehele wedstrijd meespelen. Karnezis was tevens doelman tijdens de twee beslissende duels in de play-off in de WK-kwalificatie tegen Roemenië, die bepaalden dat Griekenland naar het wereldkampioenschap voetbal 2014 zou gaan.[6] In mei 2014 werd Karnezis opgenomen in de selectie voor het wereldkampioenschap.[7] Zijn toenmalige clubgenoten Allan Nyom (Kameroen) en Yacine Brahimi (Algerije) waren ook actief op het toernooi.