Originaria delle regioni semi-desertiche del Tamaulipas, Messico, Mammillaria carmenae cresce su suoli calcarei e rocce friabili. È una specie policarpica a crescita lenta, con fusti globosi fino a 10 cm di diametro. Si distingue nel genere per la densità e la disposizione delle spine giallo-crema. Fusti globosi di 6-10 cm, ricoperti da tubercoli con areole spinose disposte in spirale. Spine radiali sottili, 10-15 mm, di colore giallo crema, con variazioni stagionali verso tonalità più pallide.
Esposizione a pieno sole diretto. Irrigazione ridotta da ottobre a marzo, frequente in estate. Substrato con almeno 70% di materiale minerale ben drenante. Temperatura minima 8°C. Sensibile a marciume da ristagno idrico.