Laura vive plácidamente en la nueva propiedad que su padre, un estadounidense, acaba de adquirir en la lejana, pintoresca e inhóspita Estiria, Austria. El antiguo castillo señorial guarda secretos de una maldición ancestral que pronto se desata sobre la pequeña familia.
La cotidianeidad y normalidad de la vida de la joven Laura se disuelven cuando ella y su padre conocen en una fiesta a una distinguida dama en apuros, quien les ruega que hospeden en su castillo a su hija enferma, luego de que el carruaje en el que viajan sufriera un accidente, cuando ella debía acudir a un compromiso urgente.
Lo que al principio parece una buena idea, pues la compañía de Carmilla, la huésped proporciona gran felicidad a Laura, paulatinamente las cosas cambian, cuando los sueños de la muchacha se tornan cada vez más inquietantes, a la par que su salud se vuelve más endeble.
Todo ello aunado a la rara conducta de Carmilla, lo que lleva al padre de Laura a iniciar una investigación, descubriendo las cosas más abominables e inimaginables.
Hasta antes de que Joseph Sheridan Le Fanu escribiera su célebre Carmilla, la literatura de vampiros era más bien poca, destacan algunos cuentos sueltos de escritores como John Polidori (El Vampiro, 1819), Ernst Raupach (Deja a los muertos en paz, 1823) y James Malcolm Rymer (Varney, el vampiro, o El Festín de sangre, 1845 - 1847).
Carmilla influyó en Bram Stoker para escribir Drácula, la novela de vampiros más popular hasta la fecha. Pero su mérito mayor, no radica en ser un antecedente, si no en ser pionera en tratar el tema del vampirismo de una manera más metódica.
Con Carmilla aparece por primera vez un ser más sexualizado, digno de censurar en aquella época, y no sólo por aparecer como una figura sensual, sino también por tocar el tema del lesbianismo.
Carmilla no es la única obra de Joseph Sheridan Le Fanu en la que aborde temas oscuros o con tintes góticos, pero sí es quizá la más popular, tanto así que ha dado pie a películas, siendo la más conocida la Trilogía de los Karnstein, producidas por Hammer Production entre 1970 y 1971: The Vampire Lovers (1970), Lust for a Vampire (1971) y Twins of Evil (1971), de las cuales destaca la primera por tener un guión bastante apegado a la novela.