学校的运动队叫柏油脚跟, 而吉祥物是拉美西斯公羊。他们参与NCAA的I-A分区和大西洋沿岸大会的赛事。

北卡罗来纳州大学赢得了五种运动，38个团队国家冠军, 9项记录保持, 和51个个人国家冠军。女子足球队自1981年来赢得了19个国家冠军; 男子足球队2001 年赢得了冠军; 1994 年女子篮球队冠军; 1957, 1982, 1993, 2005, 2009, 2017 年男子篮球冠军; 1982, 1986, 和 1991 年男子长曲棍球冠军; 1985, 1995, 1996, 和 1997 年女子field曲棍球冠军; 女子 小组手球队2004 年冠军; 而男子小组手球队在 2004, 2005, 和 2006 年赢得了最近三个国家冠军。男子划船队赢得了2004ECAC 国家大学赛舟邀请赛冠军。 北卡罗来纳男子棒球队也是长青力量, 2006 年拿到 大学世界系列冠军。

从1961到1997年男子篮球队由迪恩 史密斯执教。史密斯教练赢得879胜，在NCAA 1区排名第二。他在1982年和1993年带领柏油脚跟赢得NCAA冠军。在UNC执教第二年，罗伊·威廉斯于2005 年带领他的队伍成为国家冠军并在2006年被美联社评委年度教练。2007年4月2日，威廉斯教练入选名人堂。

在1994年，大学运动项目赢得了Sears指导者杯“全部运动国家冠军”──该项冠军由 NCAA 根据累积的竞赛表现颁发。

运动方面知名毕业生包括迈克尔·乔丹、米亚·哈姆、戴维斯·爱 III、艾迪·波普、罗伊·威廉斯、B.J. Surhoff、Jonathan Nethercutt、Kristine Lilly、杰夫·里德、Tra Water、安德鲁·米勒、丹尼尔·巴德和马里恩·琼斯。就读UNC，但是没有毕业的著名运动员包括 劳伦斯·泰勒、犹利·佩珀斯、威利·帕克和Dre Bly。

男子篮球著名的运动员包括迈克尔·乔丹、拉里·布朗、比利·古尼罕、马特·道赫蒂、文斯·卡特、约瑟·福特、肖恩·梅、拉希德·麦肯茨、雷蒙德·费尔顿、杰里·斯塔克豪斯、马尔文·威廉姆斯、安托万·贾米森、布伦登·海伍德、鲍伯·麦卡杜、山姆·柏金斯、杰夫·麦金尼斯、乔治·林奇、瑞克·福克斯、 沃尔特·戴维斯、休伯特·戴维斯、肯尼·史密斯、詹姆斯·沃西、菲尔·福特、拉希德·华莱士和卡梅伦·哈利斯。