Menger arbeitete im Gebiet der Algebra, Topologie, Kurven- und Dimensionstheorie und befasste sich mit der allgemeinen Lehre vom Raum und von räumlichen Gebilden. Außerdem beschäftigte er sich mit ethischen Fragen und formalen Studien menschlicher Beziehungen. Besonders bekannt geworden ist der sogenannte Menger-Schwamm, der nach ihm benannt wurde. Menger lernte bei Hans Hahn und promovierte 1924 an der Universität Wien. Er war dort Mitglied des Wiener Kreises.
Er befasste sich unter anderem mit Abstandsgeometrie (Distance Geometry), das heißt Eigenschaften von Mengen von Punkten, die nur die Werte ihrer gegenseitigen Abstände benutzen. Hier verwendete er die zuerst von Arthur Cayley eingeführte Cayley-Menger-Determinante.
Selecta mathematica. Band 1. Hrsg. von Bert Schweizer, Abe Sklar, Karl Sigmund, Peter Gruber, Edmund Hlawka, Ludwig Reich und Leopold Schmetterer. Springer-Verlag, Wien 2002, ISBN 3-211-83734-5, x+606 pp.
Selecta mathematica. Band 2. Hrsg. von Bert Schweizer, Abe Sklar, Karl Sigmund, Peter Gruber, Edmund Hlawka, Ludwig Reich and Leopold Schmetterer. Springer-Verlag, Wien 2003, ISBN 3-211-83834-1, x+674 pp.
Reminiscences of the Vienna Circle and the Mathematical Colloquium. Kluwer 1994 (Hrsg. Louise Golland).
Selected papers in logic and foundations, didactics, economics. Reidel, Dordrecht 1979.
Werner Röder; Herbert A. Strauss (Hrsg.): International Biographical Dictionary of Central European Emigrés 1933–1945. Band 2,2. Saur, München 1983, ISBN 3-598-10089-2, S. 803 f.
Scott Scheall, Reinhard Schumacher: Karl Menger as son of Carl Menger. CHOPE Working Paper, No. 2018-18. Duke University, Center for the History of Political Economy, Durham, NC 2018 (Digitalisat).