Фамилия Карабелникова — женская форма, а мужская — Карабелников. Начинать её разбор стоит не с корня, а с суффикса, потому что именно он указывает на способ образования, необычный для русских фамилий. Суффикс -ник- здесь не просто часть основы, а полноценный словообразовательный элемент, который в русском языке чаще встречается в нарицательных существительных (работник, охотник), чем в фамилиях. Карабелников — это не отчество и не притяжательное прилагательное, а фамилия, образованная от прозвища или профессии через суффикс -ник-, что роднит её с фамилиями вроде Печникова или Сапожникова.

Основа «карабел-» ведёт к слову «карабел» — так в южных и западных русских говорах называли корабела, то есть корабельного плотника или мастера, строящего суда. Слово это — прямое заимствование из итальянского caravella (каравелла) через греческое посредство, но в русском языке оно обросло местными значениями: «карабел» могло означать не только строителя кораблей, но и человека, связанного с речным или морским промыслом, например, лоцмана или судовладельца. Таким образом, Карабелников — это буквально «сын карабела» или «потомок корабельного мастера», но с той особенностью, что фамилия закрепилась не в форме отчества (Карабелов), а в форме, подчёркивающей ремесло.

Географически фамилия тяготеет к регионам, где было развито судостроение: низовья Волги, Дон, Приазовье, а также Поморье. Встречается она нечасто, что объясняется узкой специализацией прозвища — не всякий плотник становился корабелом. В архивных записях XIX века Карабелниковы фиксировались как мещане и государственные крестьяне в Астраханской и Екатеринославской губерниях, что подтверждает связь с речными и морскими портами. Интересно, что фамилия могла возникнуть и как прозвище-ирония: в некоторых говорах «карабел» называли неуклюжего, медлительного человека, сравнивая его с тяжёлым судном. Но эта версия менее вероятна, так как профессиональные прозвища в русской ономастике преобладают над метафорическими.

Сравнение с однокоренными фамилиями — Кораблёв, Корабельников — показывает разницу в словообразовании. Кораблёв — типичное отчество от прозвища Корабль, а Корабельников — почти аналог Карабелникова, но с «о» в корне. Форма с «а» (Карабелников) — диалектная или результат аканья, которое в южнорусских говорах было нормой. Поэтому носители фамилии Карабелникова с большой вероятностью происходят из мест, где «акали» и где строили лодки, баржи и парусники — от казачьих станиц до волжских сёл.