Фамилия Карчигина — женская форма фамилии Карчигин, а та относится к разряду «профессиональных» прозвищ, но с одной оговоркой. Основа здесь — не «карч» (коряга, пень), а диалектное слово «карчить», которое в некоторых говорах означало «корчить, гнуть, ломать» или даже «капризничать». Человек, которого прозвали Карчига, мог быть либо тем, кто гнул спину на тяжелой работе (корчевал пни, гнул дуги для упряжи), либо, наоборот, человеком с норовом, который «корчит рожи» или ведет себя вздорно. Вторая версия менее вероятна, но не исключена: прозвища часто давали по поведению.

Суффикс -ин указывает на принадлежность: Карчигин — это сын или потомок Карчиги. Такая модель образования типична для северных и центральных русских областей, где фамилии на -ин широко распространены. Встречается фамилия и в Поволжье, особенно в Пензенской и Нижегородской губерниях — там слово «карчить» бытовало в значении «горбатиться, работать до изнеможения». Могли прозвать и того, кто занимался изготовлением «карч» — специальных крюков или приспособлений для рыбной ловли (в некоторых диалектах «карча» — это орудие для зацепа), но это уже более узкая версия.

Однокоренные фамилии — Карчев, Карчков, Карчагин — встречаются чаще и обычно связаны с корчеванием пней или с местностью, заросшей коряжником (карчом). Карчигин стоит особняком: у него нет прямого указания на «корягу» в основе, зато есть глагольный оттенок. Если предок был Карчига, то он, скорее всего, не владел землей, а работал руками — плотничал, бондарил или батрачил. В документах XVII–XVIII веков фамилия почти не фиксируется, что говорит о её позднем оформлении или локальном бытовании. В современной России она редкая, встречается в основном в Нижегородской области и в Татарстане.