Фамилия Карастан — редкая, и её происхождение не лежит на поверхности. Она явно не входит в число массовых русских фамилий на -ов, -ев или -ин, а значит, её корни, скорее всего, иноязычные. В первую очередь напрашивается связь с тюркскими языками. Основа «кара» в них повсеместно означает «чёрный» (каракуль, Каракумы, Карабах). Вторая часть «стан» в тюркских и персидском языках — это «место, страна, стоянка» (Казахстан, Дагестан). Таким образом, буквально Карастан можно перевести как «чёрная страна» или «чёрное место». Однако вряд ли это географическое название в чистом виде. Скорее всего, это прозвище человека, который либо жил в местности с таким названием, либо был смуглым, черноволосым, либо занимался чем-то, связанным с «чёрным» делом (например, кузнечным ремеслом, где всё в саже). В тюркской ономастике «кара» могло также означать «простой, народный», а не только цвет, что добавляет ещё один оттенок — «человек из народа».

Менее вероятная, но возможная версия — связь с румынским или молдавским словом «carastan» (или «cărăstan»), которое обозначает особый вид повозки или телеги. В таком случае фамилия могла произойти от прозвища возчика, извозчика. Если учитывать, что фамилии на -ан часто встречаются на юго-западе бывшей Российской империи (в Бессарабии, на Буковине), эта гипотеза имеет право на существование, хотя и уступает тюркской по распространённости корня.

Что касается суффиксальной модели, то фамилия Карастан стоит в чистой, неоформленной форме, без русского фамильного суффикса. Это характерно для фамилий, которые впитались в русскую среду из других культур относительно поздно или в тех регионах, где русские фамильные суффиксы не были обязательны (например, среди казаков, греков, гагаузов или тюркских народов). Если бы фамилия была русифицирована, она звучала бы как Карастанов или Карастанский. То, что этого не произошло, указывает на относительно позднее закрепление фамилии или на сохранение национальной идентичности носителей.

В исторических документах фамилия Карастан встречается крайне редко. Единичные упоминания можно найти в метрических книгах Таврической губернии (Крым) и в записях о казаках Кубанского войска, что косвенно подтверждает тюркскую или черкесскую версию происхождения. Сословная принадлежность предков, скорее всего, была крестьянской или казачьей — дворянских родов с такой фамилией в «Бархатной книге» и других родословных сборниках не зафиксировано. Таким образом, Карастан — это фамилия-загадка, которая, вероятнее всего, указывает на внешность или место жительства предка, говорившего на одном из тюркских языков.