Фамилия Карагозяна — редкий пример фамилии, образованной по молдавской (или румынской) модели на -а, где окончание указывает на принадлежность к роду. В этой традиции Карагозяна — это не женская форма, а исходная форма фамилии, означающая «из семьи Карагозян» или «принадлежащий Карагозяну». Такая модель характерна для юго-западных регионов бывшей Российской империи, особенно Бессарабии, и встречается у фамилий, которые не русифицировали окончанием -ов.

Основа фамилии — Карагоз — тюркского происхождения. Она состоит из двух частей: «кара» (чёрный, тёмный, а в переносном смысле — сильный, простой) и «гоз» (глаз). Прямое значение — «чёрный глаз». В тюркских языках (турецком, гагаузском, крымскотатарском) это распространённое прозвище, которое давали либо человеку с тёмными глазами, либо тому, кого считали «сглазливым» или, наоборот, способным отвести сглаз. В османской культуре «карагёз» — ещё и название традиционного театра теней, но связь фамилии с этим сюжетом маловероятна: прозвище скорее бытовое, описательное.

Появление такой фамилии в Молдавии или на юге Украины объяснимо. Через эти земли проходили ногайцы, гагаузы и другие тюркоязычные группы, оставившие след в местной антропонимии. Носитель прозвища Карагоз мог быть либо выходцем из тюркской среды, либо молдаванином, получившим это прозвище от соседей за внешность. Позже, при записи в метрические книги, к основе добавили молдавский патронимический суффикс -ян (аналог русского -ов), а затем — окончание -а, закрепившее родовую форму.

Фамилия почти не встречается за пределами исторической Бессарабии и современной Молдовы. В российских базах данных она единична и часто записывается с искажениями — как Карагозян, без конечного -а, или с двойным ударением. Правильное ударение, судя по молдавской модели, падает на последний слог: Карагозяна́.