Фамилия Каратеева принадлежит к старинному дворянскому роду, документально известному с 1617 года. В основе её лежит прозвище Каратай, которое в акающих говорах было вариантом слова «короткий» — так могли прозвать человека невысокого роста. Суффикс «-ев» указывает на принадлежность: Каратеев — это «сын Каратая» или «потомок Каратая».

Однако у прозвища есть и другая, тюркская версия. Слово «каратай» можно разобрать как сочетание «kara» («чёрный») и «taj» («жеребёнок»). В Поволжье «каратаями» называли этническую группу отатарившейся мордвы. Не исключено, что прозвище отражало не только внешность или цвет, но и этническую принадлежность предка.

Какая из версий правдоподобнее? Первая, со значением «короткий», проще и логичнее для русского прозвища, но вторая не противоречит географии фамилии — дворяне Каратеевы были известны в Казанской и Симбирской губерниях, где тюркские заимствования в прозвищах обычны. Возможно, оба корня наложились друг на друга: сначала тюркское прозвище, а затем оно было переосмыслено в русском говоре как «короткий».

Модель образования фамилии — стандартная для русской аристократии XVII века: от прозвища через притяжательный суффикс «-ев». В документах раннего периода фамилия могла писаться как Каратаев, но в акающих говорах закрепилась форма Каратеев.