Фамилия Каратановы (в мужском варианте — Каратанов) скорее всего восходит к личному имени или прозвищу Каратан. Это имя составное, и его основа отчетливо указывает на восточные корни. Первая часть, «кара», в тюркских языках имеет несколько значений: «черный», «сильный», «мощный». Вторая часть, «тан», переводится как «заря» или «рассвет». Если сложить эти смыслы, имя Каратан можно понять как «сильная заря» или, в более образном ключе, «черный рассвет» — прозвище, которое могло даваться человеку по какой-либо яркой примете или свойству характера.

Есть и другая версия, которая связывает фамилию не с личным именем, а с местностью. Согласно ей, Каратан — это не имя, а топоним, название одной из ветвей обширного узбекского рода Дурманы. В некоторых источниках указывается, что дурманы ведут происхождение от монгольских племен. Упоминания об этом роде встречаются в записках русских и зарубежных путешественников-исследователей конца XIX — начала XX веков. Если принять эту версию, то прозвище Каратан указывало на принадлежность человека к определенному роду или местности, откуда он был родом.

С точки зрения словообразования фамилия построена по стандартной русской модели: к основе Каратан добавился типичный русский суффикс принадлежности -ов. В результате фамилия буквально означает «сын Каратана» или «из семьи Каратана». Суффикс -ов указывает на то, что формирование фамилии шло в центральных и северных регионах России, куда фамилии с такой моделью пришли вместе с носителями.

Фамилия Каратанов — замечательный памятник восточной культуры, но, как и в случае со многими старыми русскими фамилиями, точное время и место ее возникновения установить непросто. Процесс был длительным и не всегда имел привязку только к одной местности. Окончательно судить о происхождении конкретной ветви Каратановых можно лишь на основании серьезных генеалогических изысканий, которые учитывают географию проживания предков и историю рода.