Фамилия Карамаликова — женская форма, парная к мужской Карамаликов. Её основа — тюркское составное имя или прозвище, которое разбирается на две части: «кара» (чёрный, тёмный, а в переносном смысле — простой, народный, сильный) и «малик» (от арабского «малик» — владыка, царь, господин). В тюркской ономастике «кара» часто выступает усилителем: «кара-малик» могло означать «великий владыка» или «чёрный (то есть настоящий, истинный) царь». Встречается и другая трактовка: «кара» как «земля, почва», тогда прозвище могло относиться к человеку, владевшему землёй, — сельскому хозяину или управителю.

Суффикс -ов (в женском варианте -ова) указывает на типичную русскую модель образования фамилий по отчеству: Карамаликов — сын Карамалика. Такие фамилии массово возникали в XVI–XIX веках при переходе тюркских народов в православие и русификации имён. Особенно много их среди крещёных татар, башкир, чувашей, а также у народов Кавказа, входивших в состав Российской империи. Фамилия Карамаликова географически тяготеет к регионам с сильным тюркским субстратом: Татарстан, Башкортостан, Оренбуржье, Астраханская область, а также встречается у ногайцев и кумыков.

Интересная деталь: в отличие от многих фамилий на -ов, где основа — полное имя, здесь исходное «Карамалик» — это именно прозвищное образование, а не каноническое мусульманское имя. В арабском мире «Малик» — распространённое имя, но сочетание с «кара» характерно именно для тюркской среды. Поэтому предок Карамаликовых, скорее всего, получил это прозвище за властный нрав или за положение в общине, а не при рождении.

Спорных версий немного. Иногда «кара» связывают с караимским или крымскотатарским «къара» (чёрный) в значении «смуглый, черноволосый». Но эта гипотеза слабее: прозвища по цвету волос редко соединяются с титульной частью «малик». Правдоподобнее считать фамилию социально-характеризующей, а не описательной внешности.