Фамилия Карагозян — одна из тех, где за звучанием кроется сразу несколько смысловых слоёв, от личного прозвища до театрального персонажа. Её основа — турецкое слово karagöz, то есть «черноглазый». Скорее всего, так называли человека с яркими, выразительными чёрными глазами, и это прозвище со временем закрепилось как родовое имя — Карагоз (или Карагёз). Версия, что фамилия восходит к персонажу турецкого теневого театра Карагёзу — балагуру и насмешнику с окладистой чёрной бородой, — менее вероятна, хотя и не исключена полностью: прозвище могли дать за схожий нрав или внешность.

Фамилия образована по армянской модели с суффиксом -ян, который на армянском (в оригинале «азганун») указывает на принадлежность к клану или роду. Первоначально Карагозян означало «из рода Карагоза». Такая словообразовательная схема типична для армянских фамилий, где суффикс -ян (и его варианты -ан, -енц) выполняет ту же роль, что славянские -ов/-ев или -ин: он превращает личное прозвище или имя в фамильное обозначение целой семьи.

Интересно, что в отличие от многих армянских фамилий, образованных от персидских или арабских корней, основа Карагозян — тюркского происхождения. Это отражает многовековые контакты народов Закавказья и Малой Азии. Встречаются и варианты написания фамилии — Карагёзян, Карагезян, — что связано с передачей турецкого ö через русское «ё» или «е».