Фамилия Карацубина — редкий случай, когда прозвище, лёгшее в основу, почти наверняка было связано с профессией или особым положением человека. В ней отчётливо слышится тюркский корень «кара» — «чёрный». Вторая часть, «цуба», скорее всего, восходит к тюркскому же «чоба» или «чуба» — «сукно», «ткань», а в более широком смысле — «одежда». Складывается образ «чёрного сукна» или «чёрной одежды».

Кем мог быть человек с таким прозвищем? Скорее всего, он имел дело с тканью: либо торговал чёрным сукном, либо, что правдоподобнее, постоянно его носил. В тюркской среде, а затем и в русских окраинах, «чёрной одеждой» могли называть людей духовного звания (мулл, дервишей) или, напротив, тех, кто нёс какую-то стражу и выделялся тёмным платьем. Прозвище Карацуба могло закрепиться за пришлым тюркским торговцем или за ремесленником-красильщиком, работавшим с чёрным цветом.

Суффикс -ин указывает на принадлежность: Карацубин — сын или потомок Карацубы. Такая модель типична для русских фамилий, образованных от прозвищ на -а/-я (как Пушкин от Пушки, Репин от Репы). Фамилия эта — не дворянская и не крестьянская в привычном понимании: её носителями, скорее всего, были люди служилые или посадские, жившие на южных и восточных рубежах России, где контакт с тюркским населением был повседневным.

Встречается фамилия крайне редко. Географически её можно привязать к бывшим территориям Дикого поля — нынешним Воронежской, Ростовской областям, а также к Поволжью, где селились выходцы из Казанского и Астраханского ханств. Двойной тюркский корень без славянской прослойки — редкая черта; среди однокоренных аналогов можно назвать Карачурин (от «чёрный пояс») или Карамышев (от «чёрный баран»), но Карацубина стоит особняком из-за неочевидного второго компонента.