Den nest største byen på øya Samos er Karlovasi (Karlovassi) nord på øya. Karlovasi er en havneby, men havnen på Samos med fergekaien for store passasjerskip og den kommersielle havnen i Malagari har gått forbi denne havnen. Det er nå den nest viktigste havnen på øya. Det offisielle, men ikke vanlige navnet på byen er Neo Karlovasi. Siden 1986 har Det naturvitenskapelige fakultet ved University of the Aegean vært lokalisert i Karlovasi. Sammen med Profitis Ilias-klosteret sørøst i byen og tre små landsbyer (Sourides, Potami og Sakkouleika) utgjør det lokalsamfunnet Karlovasia. Byen Karlovasi ligger omtrent 32 kilometer fra Samos by.
Det meste av byområdet ligger i en slette som strekker seg til kysten. Generelt er strukturen i byen litt forvirrende, men det har også med historien til stedet å gjøre. Navnet Karlovassi (Karlovasi) sies å komme fra de tyrkiske ordene "karli avasi", som betyr "snødekt slette". Tyrkerne ga byen dette navnet fordi den på den tiden var dekket av trær og hver gang det snødde og snøen la seg på toppen av trærne, ga det sletten dette utseendet. Turismen i denne byen er fortsatt i sin spede begynnelse, selv om det er noen fine hoteller i byen. Det er også en sandstrand i nærheten av havnen som skråner svakt ned i havet. Selv om det er relativt lite å se, er området rundt Karlovassi veldig attraktivt.
Kystbyen Potami ligger drøyt 3 kilometer vest for sentrum, de to grendene Sourides og Sakouleika ligger omtrent 5 kilometer inn i landet, like ved veien Vathy – Karlovassi, som blant annet forbinder begge byene. Hovedforbindelsen mellom Samos by og Karlovassi er riksvei 62. Kjernen i Karlovassi består av totalt 5 områder: Ormos, Neo, Mesaio, Limani (havn - Limani Karlovasiou) og Palaio. Fra 1958 dannet de sammen kommunen Karlovassi. Ormos-distriktet var det økonomiske sentrum av byen med hus og villaer i den typiske nygreske byggetradisjonen og mange farger.
Her utviklet øyas industri og spesielt garveriet seg. På en gang ble 1/5 av den totale greske skinnproduksjonen produsert her. I Mesaio Karlovasi kan du fortsatt se St. Nicholas-kirken og mange andre nyklassisistiske bygninger. Neo Karlovasi er nå sentrum av byen. Her ligger matematikkavdelingen ved Aegean University i handelsskolebygningen. Den samme bygningen huset tidligere Porfyrias-skolen og Xatzigianni-jenteskolen. I dag ligger den offentlige skolen og biblioteket til Aegean University der. I følge siste folketelling fra 2011 har Karlovassi mer enn 6 869 innbyggere
Historie
De første nybyggerne av Karlovassi kom fra øya Chios, nord for Samos, på begynnelsen av 1600-tallet. Dette var etterkommerne av samene som forlot øya Samos i 1475 og søkte beskyttelse mot pirater og plyndrere på Chios. De slo seg ned i Palaio Karlovasi på den lille høyden Alonaki på ruinene av en gammel bosetning. Dette ble fulgt av nybyggere fra Peloponnes, øya Kreta, naboøya Ikaria, Kykladene (spesielt øya Naxos) og andre områder i Hellas. De slo seg ned på 1700-tallet i Neochori, som de grunnla, senere Neo Karlovasi, som nå er forretningssenteret i byen.
Paléo Karlóvasi er den eldste delen av byen, godt gjemt bak åsene og ikke synlig fra havet. Også andre landsbyer ble bygget etter dette mønsteret; frykten for piratangrep var allestedsnærværende. I 1871 ble havnen bygget og senere kystbyen Ormos med fabrikkene. Etter den tapte gresk-tyrkiske krigen i 1923 måtte Karlovasi også ta imot mange flyktninger fra Lilleasia (det moderne Tyrkia); disse bosatte seg hovedsakelig i Ormos, nær fabrikkene.
Den tidligere erkebiskopen av Samos, Iōsēph Geōrgarinēs, rapporterer i sitt forfatterskap fra 1677 om området og byen Karlovasi, som han beskrev som den største byen på øya Samos.
Han fortsetter:
..."Høyere på fjellet, overfor landsbyen Leka, ligger klosteret til munkene i Elias (han mener klosteret til profeten Elias). Det bor menn av alle verdslige yrker... Ti mil herfra, i mot Megalocampos (han betyr Marathokambos), Carlovasy, den største byen på øya, ligger ved siden av Megale Chore (Chora), et stykke fra havet overfor Sio og slottet Siatsky (?) på det asiatiske sidekontinentet (Liten) - Asia). Stedet har ikke mindre enn 500 hus og 5 kirker. Innbyggerne er de rikeste på denne øya, hovedsakelig på grunn av deres sjøforbindelser med Sio, Smyrna (Izmir), Chios (øy) og andre steder. Deres hovedhandel er dyrking og salg av løk og muscatvin, men havnen deres er så utsatt for nordavinden at det er utrygt for noen skip.
Kunst har alltid spilt en viktig rolle i denne byen. Det pleide å være mange keramikkverksteder her, og den første avisen på øya Samos ble utgitt her i Karlovassi. I dag er det kun noen få små verksteder igjen som driver med keramikk, stukkatur og veving. Karlovassi er også hjemmet til Lykourgos Logothetis, opprøreren fra 1821 og guvernør på Samos, som gikk på Porfyriada-skolen her i Karlovassi, samt den kjente sangeren for den greske revolusjonen, Cleantis.
Kjører du opp en liten skråning fra vestsiden av havna, vil du etter noen minutter se en struktur som ser ut som et monument på kystsiden. Det er den dedikert til Saint Nicholas, beskytteren av sjømenn og samtidig symbolet på Karlovasi. To kilometer lenger ender kystveien ved Potami Beach. Det er mange små tavernaer i dette området, og stranden er ikke bare populær blant turister. Omtrent halvveis langs denne ruten er det en avkjøring til venstre mot stranden.
Genuas festning
Den adelige Laskarid-familien – en familie fra Genova (Italia) – slo seg ned på Samos i første halvdel av 1200-tallet. Det er ikke historisk sikkert hvorfor fortet ble bygget på dette stedet. Det antas at det en gang var en bysantinsk base her, som beskyttet en liten bosetning i dette området. Ifølge professor Argyris Petronotis ble noen bygningselementer i kirken først bygget i andre halvdel av 1200- eller første halvdel av 1300-tallet.