Rođen je 1. oktobra 1938. godine u Skoplju. Osnovno obrazovanje započeo je u Splitu, dok je gimnaziju pohađao u Dubrovniku i Skoplju, gdje je maturirao 1957. godine. Svoje visoko obrazovanje nastavio je na Prirodno-matematičkom fakultetu u Skoplju, gdje je diplomirao biologiju 1961. godine. Već 1964. godine stekao je doktorat na Prirodno-matematičkom fakultetu u Beogradu, čime je započeo izuzetno bogatu naučnu karijeru.
Profesionalni put akademika Karamana započinje 1963. godine u Zavodu za biologiju mora u Kotoru, gdje je radio kao asistent do 1966. godine. Nakon toga prelazi u Biološki institut u Podgorici, gdje napreduje kroz sva naučna zvanja – od naučnog saradnika (1966), preko višeg naučnog saradnika (1971), do naučnog savjetnika (1976). U periodu od 1980. do 1982. godine obavlja funkciju generalnog direktora Instituta za biološka i medicinska istraživanja u Podgorici, a zatim, od 1982. do 1990. godine, rukovodi Hidrobiološkim odjeljenjem Biološkog instituta.
Paralelno sa naučnim radom, akademik Karaman gradi i značajnu univerzitetsku karijeru. Bio je profesor na Nastavničkom fakultetu u Nikšić (1987–1989), a potom redovni profesor na Prirodno-matematičkom fakultetu u Podgorici (1990–2004), gdje je predavao predmete Invertebrata i Ekologija životinja sa zoogeografijom. U dva mandata bio je i šef Odsjeka za biologiju (1996–1997. i 2002–2004), a kao predavač bio je angažovan i na Prirodno-matematičkom fakultet u Kragujevcu. Nakon penzionisanja 2004. godine, nastavio je akademski angažman kao predavač na Univerzitetu Donja Gorica (2009–2010), gdje je predavao Filozofiju zoologije.
Njegov naučni i društveni ugled potvrđen je brojnim izborima u prestižne akademske institucije. Za vanrednog člana Crnogorske akademije nauka i umjetnosti izabran je 1988, a za redovnog člana 1993. godine. Status profesora emeritusa Univerziteta Crne Gore stekao je 2005. godine. Takođe je izabran za inostranog člana Akademije nauka i umjetnosti Bosne i Hercegovine (2009), Evropske akademije nauka i umjetnosti (2014), Ruske akademije nauka (2019) i Makedonske akademije nauka i umjetnosti (2025).
U okviru Crnogorske akademije nauka i umjetnosti obavljao je niz značajnih funkcija. Bio je sekretar Odjeljenja prirodnih nauka, član Odbora za naučnoistraživački rad i predsjednik Odbora za biologiju i hemiju. Aktivno je učestvovao u radu brojnih međunarodnih naučnih časopisa, uključujući: Acta Adriatica (Split); Biologia Serbica (Srbija); Kragujevac Journal of Science (Srbija); Journal Contributions Macedonian Academy of Sciences and Arts (Sjeverna Makedonija); Entomological journal Onychium (Italija). Član je Redakcije međunarodnog naučnog časopis Zootaxa, gdje djeluje kao urednik za grupu Amphipoda. Takođe je urednik edicije Biodiverzitet Crne Gore (CANU) i član Uredništva naučnog časopisa Agronomy and Forestry (UCG).
Naučni rad akademika Karamana obuhvata širok spektar oblasti: proučavanje faune, ekologije i zoogeografije Amphipoda (rakova) u morskim, slatkovodnim i podzemnim ekosistemima širom svijeta, istraživanje zoobentosa, speleologiju, zaštitu biodiverziteta i održivi razvoj, kao i filozofske aspekte zoologije i taksonomije. Posebno se istakao u proučavanju Amphipoda, gdje je dao ogroman doprinos svjetskoj nauci.
Bio je koordinator međunarodnog istrazivačkog projekta Limnološka istraživanja Skadarskog jezera (1970–1976) između jugoslovenskih i američkih instituta, kao i koordinator i istraživač američko-jugoslovenskog projekta Komparativna istraživanja Amphipoda u slatkovodnim vodama i moru (1980–1982) (Barnard, J. L. & Karaman, G.).
Akademik Gordan S. Karaman ostvario je izuzetno bogatu i razgranatu naučnu saradnju sa brojnim istraživačima širom svijeta. Tokom svoje karijere sarađivao je sa istaknutim naučnicima iz mnogih zemalja, među kojima su: Italija (S. Ruffo, L. Pesce, F. Stoch), Holandija (S. Pinkster, J. Stock), Sjedinjene Američke Države (J. L. Barnard, A. M. Beeton, J. Holsinger), Australija (J. Lowry, T. Karanovic), Austrija (D. Danielopol, C. Griebler), Mađarska (L. Forró), Njemačka (C. Coleman, T. Krapp), Kanada (E. Bousfield), Poljska (K. Jażdżewski, A. Jażdżewski, A. Skalski, M. Grabowski), Finska (M. Daneliya, H. Salemaa), Francuska (R. Ginet, M. Ledoyer, C. Bou, J. Notenboom), Japan (K. Tomikawa), Norveška (W. Vader), Slovenija (B. Sket, C. Fišer, G. Aljančič), Hrvatska (R. Lattinger, R. Ozimec, T. Radža, S. Gottstein), Bosna i Hercegovina (M. Mulaomerović i drugi), Bugarska (S. Andreev, L. Kenderov), Srbija (I. Karaman, D. Antović, M. Petković, M. Stanković), Sjeverna Makedonija (J. Hadžišče, T. Petkovski), Irska (A. Myers), Rusija (D. A. Sidorov, M. Kamaltynov), Turska (M. Özbek), Brazil (C. Serejo) i Meksiko (M. Ortiz Touzet), kao i sa mnogim drugim istraživačima.
Pored toga, akademik Karaman je aktivno učestvovao na brojnim domaćim i međunarodnim naučnim kongresima, gdje je predstavljao rezultate svojih istraživanja i doprinosio razvoju savremene zoologije i ekologije.
Tokom svoje izuzetno plodne karijere objavio je čak 375 naučnih radova i opisao 6 novih familija, 114 rodova i 260 vrsta Amphipoda, novih za nauku. Njegove najznačajnije publikacije uključuju monumentalna djela kao što su: Crustacea Amphipoda di acqua dolce (1993); višetomnu monografiju Fauna Amphipoda Mediterana (1982–1998); monografiju The biota and Limnology of Lake Skadar (1981), kao i djelo The Families and Genera of Marine Gammaridean Amphipoda (1991), napisano u saradnji sa J. L. Barnardom.
Niz novootkrivenih rodova i vrsta od strane drugih istraživača posvećeno je njemu (rod Gordania, Berge & Vader, 2000; rod Gordanitocrella, Karanović & Hancock, 2009, kao i mnogobrojne vrste – Autonoe karamani, Megacyclops gordani, Elasmopus karamani, Rhipidogammarus gordankaramani, itd.
Održao je mnogobrojna predavanja na univerzitetima i institutima širom svijeta i mnogi od njegovih studenata postali su istaknuti naučnici, čime je dodatno uticao na razvoj biologije u regionu i šire.
U znak priznanja za njegov višedecenijski rad, 2008. godine u Boki Kotorskoj održan je međunarodni naučni skup posvećen akademiku Karamanu povodom 50 godina naučnog rada i 70 godina života i tom prilikom su mu uručeni plaketa i priznanje Zoološkog instituta Nacionalne akademije Ukrajine, kao i plaketa organizatora kongresa. Godine 2013. akademik Karaman odlikovan je staklenom plaketom na 15. Kongresu amfipodologa u Poljskoj, uz posvetu For Gordan Karaman in appreciation of his life-long work proving that Amphipoda are his way of life. Povodom obilježavanja 80 godina života i 60 godina naučnog rada, 2018. godine časopis Crnogorska akademija nauka i umjetnosti – Glasnik Odjeljenja prirodnih nauka (br. 23) u cjelini je posvećen njegovom životu i izuzetnom naučnom doprinosu.