Основным методом Карнеада был поиск противоречий внутри того или иного представления о боге и тем самым сведение понятия «бог» к абсурду. Значительное число антитеологических аргументов Карнеада сохранилось в сочинениях Цицерона, Секста Эмпирика и Плутарха; впоследствии они неоднократно использовались для философской критики религии. Критику религиозного политеистического представления о богах Карнеад строил в логической форме сорита – последовательности силлогизмов, в которой заключение одного силлогизма является посылкой для другого (всего Карнеадом было создано около 15 различных рассуждений). В соритах Карнеад стремился путём логических переходов от одного суждения к другому достичь признания богом того, что не может быть богом по причинам логического или нравственного порядка. Так, используя сведение к логическому абсурду, он строил следующее рассуждение: «Если Зевс – бог, то и Посейдон – бог... Если Посейдон – бог, то и Архелой будет богом. Если Архелой, то и Нил, если Нил, то и всякая река. Если всякая река, то и источники будут богами... Но источники не боги; стало быть, и Зевс не бог... Стало быть, богов нет». Таким образом найдя некий атрибут бога (в данном случае – водная природа), Карнеад показывал, что обладание этим атрибутом должно делать божественным то, что таковым заведомо не является. Поскольку это невозможно, опровергается положенное в основу рассуждения представление о боге. Беря отождествляемое с неким богом общее понятие («вода» в случае Посейдона, «чувство» в случае Афродиты, «земля» в случае Деметры и т.п.), Карнеад делил его на составные части, заявляя, что в случае признания божественности общего божественным должно признаваться и частное; если же частное таковым не признаётся, должна быть отвергнута божественность общего: «Или всё является богом, или ничто не является богом». Не ограничиваясь критикой политеизма, Карнеад предлагал аргументы и против монотеистического представления о боге, которое развивали стоики. Наиболее широко в этом случае он использовал демонстрацию того, что некие контрадикторные атрибуты, с необходимостью относимые ко всему сущему, не могут быть отнесены к богу. Карнеад анализировал пары атрибутов: «ограниченный/безграничный», «телесный/бестелесный», «добродетельный/недобродетельный», «словесный/бессловесный» и т.п. Например, всё сущее является или телесным, или бестелесным. Но божество «ни бестелесно, так как бестелесное бездушно, бесчувственно и ничего не может создавать, ни телесно, так как всякое тело есть нечто изменчивое и тленное, а божество нетленно». Из невозможности отнесения к богу одного из контрадикторных атрибутов Карнеад делал вывод о несуществовании бога: «Следовательно, божество не существует». В рассуждениях этого типа Карнеад пользовался теми атрибутами, которые стоики приписывали богу (в приведённом примере – «творческая способность» и «нетленность»), чтобы доказать, что некоторые другие необходимые атрибуты не могут быть приписаны богу, в силу чего его существование недоказуемо. Наряду с этим Карнеад рассматривал сами по себе предполагаемые атрибуты бога, показывая, что их строгий логический и смысловой анализ приводит к несообразностям.