Фамилия Каракозов образована от тюркского прозвища Каракоз, в основе которого лежит слово «кара» (чёрный) и «кёз» (глаз). Буквально — «черноглазый». В тюркских языках это слово стало личным именем Карагёз, которое бытовало у народов Поволжья, Кавказа и Средней Азии. Фамилия Каракозов — одна из тех, что указывает на внешний признак предка: тёмный цвет глаз, который в тюркской среде ценился и обыгрывался в прозвищах.

По словообразовательной модели фамилия относится к патронимическим (от имени отца) с русским суффиксом -ов. Окончание -ов типично для русских фамилий, образованных от основ на твёрдый согласный. Таким образом, Каракозов — это «сын Каракоза» или «потомок человека по имени Каракоз».

В русском языке фамилия закрепилась в XVI–XVII веках, когда служилые люди и крестьяне из тюркских народов входили в состав Московского государства и получали фамилии по отцу. Встречается она в основном в южных и восточных регионах России, особенно в бывших татарских и башкирских землях, а также среди казачества.

Стоит упомянуть и о возможной связи с географическим названием: в Крыму есть село Карагёз (ныне переименованное), что могло дать прозвище выходцу оттуда. Однако более вероятно, что фамилия происходит именно от личного имени или прозвища, а не от топонима.

Интересно, что в русской истории фамилия Каракозов стала широко известна благодаря Дмитрию Каракозову, который в 1866 году совершил покушение на императора Александра II. Это событие привлекло внимание к фамилии, но её происхождение остаётся чисто тюркским, без связи с какими-либо русскими корнями.