Ihm sind viele Erstbeschreibungen der Spinnentiere, u. a. einiger südamerikanischer Vogelspinnen und zahlreicher mitteleuropäischer Echter Webspinnen, zu verdanken. Diese Arten werden mit dem Zusatz C. L. Koch, aber auch nur Koch, angeführt. Gemeinsam mit Georg Carl Berendt beschrieb Koch zahlreiche fossile Formen, die als Einschlüsse in Baltischem Bernstein erhalten sind.
Sein Sohn Ludwig Carl Christian Koch (1825–1908) wurde ebenfalls Arachnologe und beschrieb auch Spinnentiere (europa- und weltweit); die von ihm beschriebenen Arten tragen den Zusatz L. Koch.
In den Jahren 1813–26 war Carl Ludwig Koch zunächst als Oberförster in Burglengenfeld und später als Kreisforstrat in Regensburg tätig. Dort schrieb er einen Buchband namens System der baierischen Zoologie (auch Fauna boica genannt). Es behandelt Säugetiere, Vögel, Insekten, Spinnentiere und Bodentiere, z. B. Bodenmilben.
Mit Georg Carl Berendt: Die im Bernstein befindlichen organischen Reste der Vorwelt. Erster Band. II. Abtheilung. Die im Bernstein befindlichen Crustaceen, Myriapoden, Arachniden und Apteren der Vorwelt.Nicolai, Berlin 1854 (Archive)
Die Pflanzenläuse, Aphiden. Lotzbeck, Nürnberg 1857.
