Die Punktrichter werteten den Kampf mit 119-108, 118-109, 118-109 zu Gunsten des mexikanischen Superstars, der seinen unangefochtenen Status im Supermittelgewicht behielt.
Alvarez hatte den Kampf von Anfang an unter Kontrolle, drückte Charlo gegen die Seile und liess Körpertreffer auf den Amerikaner los.
Den einzigen Knockdown des Kampfes erzielte der 33-jährige Alvarez in der siebten Runde mit einer Überhand-Rechten und einem Aufwärtshaken.
Es war erst das zweite Mal in seiner Karriere, dass Charlo zu Boden ging, aber er kam schnell wieder auf die Beine.
Alvarez dominierte weiter und obwohl er nicht den K.o.-Schlag landen konnte, kam er mit einem Statement-Sieg davon.
Charlo, der seit Mai letzten Jahres nicht mehr gekämpft hatte und für diesen Kampf zwei Gewichtsklassen aufgestiegen war, landete einige solide Schläge, bot aber nichts, was seinen Gegner stoppen konnte.
Der Sieg verbessert Alvarez' Bilanz auf 60-2-2, da er seinen Weltmeistertitel zum zweiten Mal in diesem Jahr erfolgreich verteidigte, nachdem er am 6. Mai in Mexiko den Briten John Ryder besiegt hatte.
"Niemand kann diesen Canelo schlagen", sagte Alvarez nach dem Kampf. "Wir wissen, dass er ein grossartiger Kämpfer ist. Er weiss, wie man sich im Ring bewegt. Wir haben drei Monate lang daran gearbeitet, den Körper anzugreifen. Drei Monate lang in den Bergen, ohne meine Familie, ohne alles.
"Ich war nicht enttäuscht, dass ich nicht den K.o. bekommen habe. Ich fühle mich grossartig. Das ist der Grund, warum wir 12 Runden kämpfen. Wenn ich den K.o. nicht bekomme, habe ich 12 Runden Zeit, um zu zeigen, dass ich der Beste bin, dass ich der bessere Kämpfer bin. Deshalb sind es 12 Runden, um zu zeigen, wer der Bessere ist."
Charlo sagt, er würde jetzt gerne gegen Terence Crawford (40-0) antreten, den amtierenden Champion im Weltergewicht und Superweltergewicht.
Er sagte: "Ich hatte das Gefühl, dass ich da drin nicht ich selbst war. Ich entschuldige mich nicht für mich selbst, also ist es, wie es ist. Ich nehme meine Schläge hin und spiele mit.
"Ich werde wieder auf 154 (Pfund) zurückgehen. Heute Morgen wog ich etwa 172 oder 173 Pfund. Ich werde mich da reinsteigern. Ich bin stolz auf mich. Er hat mich nicht ausgeknockt. Er hat all die anderen Jungs ausgeknockt. Er hat mich mit ein paar harten Schlägen getroffen. Ich dachte, ich hätte meine abbekommen.