Фамилия Каратанова — одна из тех, где за основой может стоять как личное имя, так и родовое прозвище, а корни уходят в тюркскую или монгольскую среду. В любом случае, она образована по стандартной русской модели: к основе Каратан добавили типичный русский суффикс принадлежности -ов, который отвечает на вопрос «чей?». Изначально Каратанов — это «сын Каратана» или «человек из рода Каратана».

Самая вероятная версия объясняет имя Каратан как двусоставное тюркское: от «кара» (в данном контексте — «сильный, мощный») и «тан» («заря»). Получается смысловое «сильная заря» — образное, эпическое имя, какими нередко нарекали детей в кочевых культурах, желая передать младенцу силу и ясность.

Есть и вторая, менее распространённая версия. По ней, Каратан — это не личное имя, а прозвище, данное по названию Каратана — одной из ветвей узбекского рода Дурманов. Дурманы, как указывают исследователи конца XIX — начала XX века, по происхождению считаются монгольскими племенами. В таком случае человек, которого прозвали Каратаном, либо сам происходил из этого ответвления, либо имел с ним устойчивую связь, и прозвище закрепилось за ним, а затем перешло в фамилию его потомков.

Таким образом, в фамилии Каратанова соединились два пласта: древняя тюркская образность и русская модель фамильного суффикса, а её носители могут с равным вниманием рассматривать как степные, так и оседлые страницы своей родословной.