Фамилия Карбулова — женская форма, а её мужской вариант — Карбулов. В русской традиции фамилии на -ов/-ев образуются от отчества или прозвища отца, так что исходное прозвище или имя предка звучало как Карбул. Сама основа фамилии тюркская, что сразу указывает на вероятное происхождение рода из среды, где русский язык смешивался с тюркскими наречиями: татары, башкиры, казахи, народы Кавказа или Средней Азии.

Корень «карбул» можно разобрать по-разному. Самая прямая версия — от тюркского «кар» (снег) и «бул» (будь, стань) в повелительном наклонении. Получается что-то вроде «будь снегом» или «стань белым». Это могло быть прозвище, данное человеку со светлыми волосами или бледной кожей в тюркоязычной среде. Такие прозвища-пожелания или прозвища-описания внешности — обычное дело для кочевых народов.

Другая версия связывает фамилию с арабским словом «карбул» (قربل) — так в некоторых диалектах называли вид верблюжьей колючки или растения с горьким соком. В этом случае прозвище закрепилось за человеком колючим, неуживчивым или, наоборот, за тем, кто жил в местности, где такое растение росло в изобилии. Но эта версия менее распространена, и в словарях тюркских фамилий её обычно не приводят.

Суффикс -ов указывает на то, что фамилия оформлялась уже в русской канцелярской традиции — при переписи населения или составлении метрик. В XIX веке многие нерусские народы Российской империи получали фамилии именно с этим суффиксом, независимо от того, как звучало их родовое имя. Поэтому Карбуловы могли быть и крещёными татарами, и мусульманами, чью фамилию просто записали по-русски.

Географически фамилия встречается в Поволжье (особенно в Татарстане и Башкортостане), на Северном Кавказе и в Казахстане. Встречается нечасто, что говорит о локальном происхождении — скорее всего, от одного родоначальника, носившего прозвище Карбул, чьи потомки разошлись по региону.