Фамилия Карамолин — редкий случай, когда географический ключ к происхождению лежит прямо на поверхности, а вот с корнем всё не так однозначно. Встречается она почти исключительно в южных регионах России, особенно в Краснодарском крае и Ставрополье, что сразу наводит на мысль о тюркских или кавказских корнях. Однако суффикс -ин указывает на русскую модель образования: такую фамилию давали по отцу, отвечая на вопрос «чей ты будешь?» — сын Карамолы.

Самая правдоподобная версия связывает основу «Карамол» с тюркским словом «кара» (чёрный, тёмный, а в переносном смысле — простой, народный) и «мол» (богатство, имущество) или «мола» (мулла, учёный). Получается либо «чёрное (простонародное) богатство», либо «чёрный мулла». Последнее звучит как прозвище — так могли называть человека, который вёл себя как мулла (набожный, грамотный), но не имел на это формального права, или же просто темноволосого служителя культа. В пользу прозвища говорит и то, что в тюркских языках сложные имена с «кара» часто давались людям незнатного происхождения, чтобы уберечь от сглаза.

Менее вероятна, но не исключена связь с арабским «карам» (щедрость, благородство), откуда происходит известное имя Карам. В таком случае «Карамолин» — это «сын Карамолы», где «Карамола» — диалектный вариант имени Карам с местным аффиксом. Но здесь мешает то, что арабские имена в русских фамилиях обычно оформляются суффиксом -ов (-ев), а не -ин.

Суффикс -ин в фамилии Карамолин необычен для тюркской основы: обычно тюркские имена в русском языке дают фамилии на -ов (Карамов, Муртазин — исключение, потому что основа заканчивается на -а). А здесь основа «Карамола» заканчивается на -а, и по правилам русской грамматики притяжательное прилагательное образуется именно с -ин (ср. Илья — Ильин, Кузьма — Кузьмин). Значит, предка этого рода звали Карамола, и фамилия закрепилась именно в той среде, где говорили по-русски, но прозвище дали по тюркскому обычаю.

Социально носители фамилии Карамолин, скорее всего, происходили из казачества или крестьян южных губерний, куда тюркские и кавказские прозвища проникали через смешанные браки и соседство. Дворянских родов с такой фамилией в родословных книгах не зафиксировано, что подтверждает её «низовое», прозвищное происхождение.