Фамилия Карацимова — редкий случай, когда географическая привязка почти наверняка перевешивает все прочие версии. Её основа «Карацим» указывает на болгарский или македонский след. Дело в том, что в Болгарии есть город Карацим (современное название — Септември), а также село с таким же именем. Фамилии, образованные от названий населённых пунктов по модели «название места + -ов/-ев», типичны для болгарской ономастики. Таким образом, первый носитель фамилии, скорее всего, получил прозвище «Карацим» по месту, откуда он родом или где жил, а его потомки стали Карацимовыми. Русская огласовка «Карацимова» (с окончанием -а) — это уже адаптация женской формы болгарской фамилии Карацимов в русской среде.

Словообразовательная модель проста: топоним Карацим + патронимический суффикс -ов, указывающий на принадлежность («сын человека из Карацима»). Суффикс -ов здесь работает так же, как в русских фамилиях, но сам корень нерусский. В болгарском языке название города, вероятно, имеет тюркские корни (от «кара» — чёрный и, возможно, «цим» — искажённое от «джим» или «ким»), но в рамках фамилии это уже несущественно — важен именно топонимический источник.

В русском контексте фамилия Карацимова — почти наверняка результат миграции. Болгары переселялись в Российскую империю в XIX — начале XX века, особенно после русско-турецких войн. Фамилия могла закрепиться в среде болгарских переселенцев на юге России (в Бессарабии, Крыму, на Кубани) или среди потомков тех, кто учился или служил в России. Альтернативная версия — происхождение от прозвища «Карацим» (гипотетически — от тюркского «кара» и персидского «чим» — «чёрный луг»), но она значительно слабее, так как не подтверждается ни одним известным ономастическим словарём, а топонимическая параллель очевидна.

Фамилия Карацимова — редкая не только в России, но и в самой Болгарии. Её носители, скорее всего, происходят из небольшой локальной группы, связанной с конкретным селом или городом. Поэтому для человека с такой фамилией самый прямой путь к истории предков — это поиск в болгарских метрических книгах или списках переселенцев, а не в общерусских архивах.