Фамилия Каралькина — женская форма, а её основа, мужская фамилия Каралькин, образована по одной из самых распространённых моделей в русской ономастике: от прозвища или имени с помощью суффикса -ин. Этот суффикс указывает на принадлежность: «чей?» — «Каралькин», то есть сын или потомок человека по прозвищу Каралька.

Сам корень «каральк-» звучит по-русски необычно. Самое правдоподобное объяснение — это адаптация тюркского или финно-угорского слова. В тюркских языках корень «кара» означает «чёрный», «тёмный» (ср. Карабах, Каракумы). Уменьшительный суффикс -льк- мог придать прозвищу оттенок «чернявый», «смуглый» или даже «чёрненький». В таком случае Каралька — это человек с тёмными волосами или смуглой кожей, и фамилия относится к группе «цветных» прозвищ, как Чернышёв или Светлов.

Есть и другая, менее вероятная версия. В некоторых говорах русского севера и Урала «каралька» могла быть искажением слова «караулка» (сторожка) или «коралька» (уменьшительное от «кораль» — так иногда называли коралловые бусы). Однако в этом случае фамилия была бы скорее Караулькин или Коралькин. Поэтому версия с тюркским «кара» выглядит убедительнее: фамилия могла возникнуть в регионах, где русские соседствовали с татарами, башкирами или чувашами, — в Поволжье, Приуралье или на юге России.

С точки зрения сословной истории, фамилии на -ин в основном носили крестьяне и посадские люди. Дворянские фамилии с таким суффиксом (например, Пушкин) — скорее исключение, и Каралькина к ним не относится. Скорее всего, предок носителя фамилии был простым человеком, получившим прозвище за внешность или место жительства, а его дети стали Каралькиными. В документах фамилия встречается редко, что говорит о её локальном бытовании — возможно, в одном-двух уездах.