Фамилия Каракейян почти наверняка имеет армянские корни. Её основа — «каракей» — скорее всего, восходит к турецкому «kara» (чёрный) и «kaya» (скала). В таком случае Каракей — это «чёрная скала», а суффикс «-ян» (армянский патронимический показатель, означающий «из рода кого-то») превращает топоним или прозвище в фамилию. Иными словами, предок носителя этой фамилии мог происходить из местности, которую называли Чёрной скалой, либо получить прозвище по цвету волос или суровому нраву — «чёрный как скала».

Словообразовательная модель здесь прозрачна: тюркское прилагательное + существительное + армянский суффийкс принадлежности. Подобные гибридные фамилии — обычное дело для регионов, где армяне веками жили в тюркоязычном окружении (Западная Армения, исторические области Османской империи). Суффикс «-ян» (в русской записи часто «-ян» или «-янц») — один из самых распространённых в армянской ономастике, он заменял более древний «-енц» и указывал на родство.

Географически фамилия Каракейян тяготеет к югу России и странам Закавказья. Встречается она нечасто, что говорит о локальном происхождении — возможно, от названия конкретного села или урочища. В армянской ономастике есть и другие фамилии с корнем «кара» (Карапетян, Караханян), но связка с «кей» (искажённое «кая») выделяет Каракейян в отдельную группу, связанную с каменистой местностью.

Версия о происхождении от личного имени маловероятна: имени Каракей в армянском именослове нет. А вот прозвищный вариант — «человек, похожий на чёрную скалу» (крепкий, непоколебимый) — вполне возможен, хотя менее надёжен, чем топонимический. В любом случае, фамилия несёт в себе образ твёрдости и тёмного цвета, что типично для многих тюрко-армянских прозвищ.

Если искать параллели, то фамилия Каракеян (без «й») встречается чаще и могла быть исходной формой, а Каракейян — более поздний вариант с сохранением йотации в произношении. Но в русском написании разница минимальна, и обе формы, скорее всего, восходят к одному корню.