Фамилия Каратляшева — редкий пример тюркской модели образования, где исходное слово, скорее всего, указывало на место жительства или географический объект. Основа «каратляш» или «каратля» восходит к тюркским языкам, где «кара» означает «черный», а «тляш» или «таш» — камень. Таким образом, Каратляш — это «черный камень». Фамилия образована притяжательным суффиксом -ев, который в русской традиции присоединяли к иноязычным основам, чтобы передать принадлежность: «сын Каратляша».

Вероятнее всего, прозвище Каратляш давали человеку, жившему у скалы или урочища с темной породой, либо тому, кто отличался смуглой кожей или черными волосами — в тюркской антропонимии «кара» часто использовалось как цветовая характеристика внешности. Второй вариант менее вероятен, но возможен: «кара» могло означать «земля, суша», то есть «земляной камень» — указание на занятие камнерезным делом или добычей камня.

Географически фамилия тяготеет к регионам, где исторически жили тюркские народы, перешедшие на русские фамилии: это Татарстан, Башкортостан, а также некоторые районы Оренбуржья и Челябинской области. Встречается она редко, что говорит о локальном происхождении — возможно, от названия небольшого села или речки Каратляш, которое не сохранилось в современных картах. Сословно носители фамилии, скорее всего, относились к государственным крестьянам или служилым татарам, которые получали фамилии по месту жительства в XVIII–XIX веках.

Интересно, что фамилия сохранила древнюю тюркскую основу без русификации корня — в отличие от более частых вариантов вроде Каратаев или Карамышев, где корень адаптирован под русское произношение. Написание с мягким знаком в суффиксе (-шева) указывает на женскую форму фамилии, так как Каратляшев — мужской вариант. Если искать однокоренные фамилии, то в ономастических справочниках встречаются Каратляшов (с суффиксом -ов, более характерным для тюркских фамилий) и Караташов, что подтверждает связь с «черным камнем».