Der Lehrplan der Real-, Sekundar- und Bezirksschulen. Eine vergleichende Analyse zur Koordination und Neugestaltung der kantonalen Lehrpläne in der Schweiz. Beltz, Weinheim 1968 (Dissertation Universität Freiburg/Schweiz) (2. Aufl. 1969).
Die Ausbildung der Lehrer. Eine Modellanalyse des Unterrichts in den 52 Lehrerbildungsanstalten zum Zwecke der Curriculumreform; Bericht. Beltz, Weinheim 1969.
Die Lehrerbildung in der Schweiz. Eine analytische Darstellung der 52 Lehrerbildungsanstalten in Hinsicht auf ihre Reform. Beltz, Weinheim 1969.
Der Bildungsauftrag der Realschule. 2. Aufl. Beltz, Weinheim 1969.
(Hrsg.): Kriterien in der Curriculumkonstruktion. Beltz, Weinheim 1970 (2. Aufl. 1971).
Theorien des Curriculums. Beltz, Weinheim 1971, ISBN 3-407-19002-6 (Habilitationsschrift Universität Konstanz) (2. Aufl. 1972).
(Mithrsg.): Integriertes Curriculum Naturwissenschaften der Sekundarstufe I. Projekte und Innovationsstrategien. Beltz, Weinheim 1974, ISBN 3-407-69103-3.
(Mitautor): Lehrerbildung für die Schulreform (UTB, Bd. 437). Haupt, Bern 1975, ISBN 3-258-01062-5.
Forschungsplanung am IPN. Konzeptionen, Bedingungen, Erfahrungen. Institut für Pädagogik der Naturwissenschaften, Kiel 1980.
Die Projektmethode. "Der Weg zum bildenden Tun" (= Beltz-Bibliothek, Bd. 106). Beltz, Weinheim 1982, ISBN 3-407-50106-4 (12. Aufl. 2012, ISBN 978-3-407-25688-1).
mit Angela Frey-Eiling: Allgemeine Didaktik. Arbeitsunterlagen zur Vorlesung. 6. Aufl. vdf, Zürich 1993, ISBN 3-7281-1906-7.
mit Angela Frey-Eiling: Ausgewählte Methoden der Didaktik (UTB, Bd. 8428). vdf Hochschulverlag AG, Zürich 2010, ISBN 978-3-8252-8428-2.
Literatur
Rudolf Künzli: Über die Pädagogik hinaus. Zum Tod von Karl Frey (Nachruf, Neue Zürcher Zeitung, 2005) (online).