Фамилия Карчаева происходит от мужской формы Карчаев, а та, в свою очередь, — от прозвища или имени Карча. В основе лежит тюркское слово «карча» (karcha), которое в разных диалектах означает либо «старый», «пожилой», либо «крепкий», «коренастый». В некоторых тюркских языках «карча» — это почтительное обращение к старшему, главе рода. Следовательно, прозвище Карча мог получить либо уважаемый старейшина, либо человек с крепким телосложением.

Модель образования типична для многих фамилий народов Кавказа и тюркского мира: к основе на гласный «а» добавляется русский патронимический суффикс «-ев» (как в фамилиях Абаев, Караев). Это говорит о том, что фамилия оформлялась в русскоязычной среде, скорее всего, при переписях или в документах, когда исконное имя или прозвище адаптировали под стандарты русской грамматики.

Географически фамилия Карчаева наиболее распространена на Северном Кавказе, особенно среди осетин, балкарцев и карачаевцев. В осетинском языке есть имя Карча, а в балкаро-карачаевском — слово «къартча», означающее «старичок» (уменьшительное от «къарт» — старый). Таким образом, носители фамилии с высокой вероятностью имеют корни в этих регионах, а их предки были людьми уважаемого возраста или занимали положение аксакалов.

Интересная деталь: фамилия Карчаев омонимична названию карачаевского народа, но не происходит от него. Карачаевцы (самоназвание «къарачайлыла») — это этноним, а Карчаев — личное прозвище. Тем не менее, в быту эту связь часто проводят, и для носителя фамилии она может быть поводом для гордости, хотя лингвистически это разные вещи.

Спорных версий немного. Иногда корень «карч» связывают с русским диалектным словом «карча» (коряга, сук), но для фамилии, бытующей в основном на Кавказе, тюркское объяснение гораздо правдоподобнее.