Фамилия Караматова — женская форма, образованная от мужской Караматов. В основе лежит имя или прозвище Карамат, которое, скорее всего, восходит к арабскому слову «карамат» (كرامة) — «щедрость», «достоинство», «чудо» (в религиозном контексте — дар, ниспосланный святому). В исламской традиции этим термином обозначают благодать или сверхъестественные способности, которыми Аллах наделяет приближённых к нему людей. Таким образом, Караматом могли назвать человека, которого считали благочестивым, удачливым или обладающим особым даром.

Словообразовательная модель проста: к основе Карамат добавили русский патронимический суффикс -ов, типичный для фамилий, возникших в среде тюркских и кавказских народов, попавших под культурное влияние Российской империи. Окончание -а указывает на принадлежность женщине. Географически фамилия Караматова наиболее распространена среди народов Северного Кавказа (особенно в Дагестане, Чечне, Ингушетии) и в Средней Азии (Узбекистан, Таджикистан). Это не случайно: у многих народов этих регионов имя Карамат (или Караматдин — «чудо веры») встречается и сегодня, и фамилия могла возникнуть от него напрямую, минуя стадию прозвища.

Есть и другая, менее вероятная версия: связь с тюркским корнем «кара» (чёрный). В этом случае Карамат могло быть прозвищем, данным по цвету волос или кожи, но такая трактовка наталкивается на трудности: в тюркских языках «чёрный» часто даёт формы вроде Караев, Каратаев, а окончание -мат нехарактерно для словообразования прозвищ. Поэтому арабское происхождение выглядит убедительнее.

Сословная принадлежность предков-носителей фамилии неоднородна. Среди караматовых могли быть как крестьяне, так и духовные лица (муллы, кадии), поскольку имя несёт религиозный оттенок. В дореволюционных метрических книгах и ревизских сказках фамилия встречается редко, что указывает на её сравнительно позднее оформление — в XIX — начале XX века, когда у горцев и кочевников начали массово фиксировать фамилии по отцу.