Фамилия Гаркалин — это прежде всего русская фамилия, образованная от прозвища или мирского имени. Её основа, «Гаркала», в разных говорах имела сходные значения: в южнорусских и украинских диалектах «гаркать» означало «кричать, ворчать, издавать резкие звуки». В словаре Даля «гаркать» — «кричать, шумно переговариваться». Таким образом, прозвище Гаркала мог получить человек с громким, хрипловатым или ворчливым голосом, либо тот, кто постоянно окликал людей, работал глашатаем или зазывалой.

Модель образования типична для русских фамилий: к основе на -а добавили суффикс -ин, указывающий на принадлежность. Буквально «Гаркалин» — «сын Гаркалы». Важно, что в русской ономастике этот суффикс характерен для фамилий, образованных от слов женского рода или от прозвищ на -а, -я, даже если носитель прозвища был мужчиной. Фамилии с таким суффиксом (ср. Бородин, Пушкин, Репин) составляют второй по распространённости тип после фамилий на -ов/-ев.

Географически фамилия Гаркалин тяготеет к центральным и южным областям России, особенно к Рязанской, Тамбовской, Воронежской губерниям — регионам, где диалектное слово «гаркать» было в ходу. Встречается она и у донских казаков, что неудивительно: в казачьей среде прозвища, отражающие голосовые особенности, были распространены.

В отличие от многих фамилий, у Гаркалина нет спорных версий происхождения от тюркских или финно-угорских корней. Всё указывает на славянскую основу. Редкий вариант написания — через «о» (Горкалин) — мог возникнуть под влиянием акающих говоров, где безударное «о» звучит как «а», но на письме закрепился именно вариант с «а». Сама фамилия немногочисленна, что делает её более локальной и связанной с конкретными родовыми гнёздами.