כרמל שאמה שירת בצה"ל כחוקר ביחידה לסיכול ריגול וחקירות מיוחדות באגף המודיעין. הוא בעל תואר ראשון במשפטים מהמרכז הבינתחומי בהרצליה, ושמאי מקרקעין מוסמך.
ב-2002 החל לשמש כיו"ר סניף הליכוד ברמת גן, ומ-2003 שימש כחבר מועצת העיר רמת גן. בפעילותו במועצה בלט בתחום איכות הסביבה. כמו כן היה יו"ר מועצת צעירי הליכוד הארצית. במהלך תקופת טרום ההתנתקות, התייצב במאבק הפנימי בליכוד לצד אריאל שרון ונגד ה"מורדים", אך לאחר מכן לא פרש מהליכוד לקדימה.
בבחירות 2009 שובץ שאמה הכהן במקום ה-25 ברשימת הליכוד כנציג מחוז דן. בהסכם רוטציה פנימי, הוא שימש בתחילה כסגן יו"ר הכנסת וב-2010 התמנה ליו"ר ועדת הכלכלה.
בפריימריז האחרונים בליכוד הצליח להתברג במקום ריאלי למרות שיצא בגלו נגד תרבות ה"דילים" במרכז, ובייחוד התעמת עם ח"כ חיים כץ. לאחר הפריימריז אמר: "אני לא מרגיש בנוח ברשימה הזו".