Фамилия Кареко — редкая, но прозрачная по своей структуре. Её основа — слово «карека» или «карёка», которое в южнорусских и украинских говорах означало кареглазого, темноглазого человека. Корень здесь тот же, что и в слове «карий» (тёмно-коричневый цвет глаз). Суффикс -к- в основе указывает на прозвище по внешнему признаку, а окончание -о — характерная черта украинских фамилий на -ко, которые в XVIII–XIX веках активно формировались на Левобережье и Слобожанщине.

Модель образования проста: прозвище Каре́ка (или Карёка) закрепилось за человеком с карими глазами, а со временем превратилось в фамилию. В отличие от русских фамилий на -ов/-ев (Кареков), украинская форма Кареко сохранила исходное окончание прозвища без добавления патронимического суффикса. Это типично для фамилий, возникших на территории современной Украины и юга России, где фамилии на -ко (Бойко, Шевченко, Лысенко) стали массовым явлением.

Версия о связи с глаголом «карать» (наказывать) маловероятна: для такого значения существовали бы формы Карай, Караев или Караков. Прозвища по цвету глаз — один из самых устойчивых пластов антропонимии, и Кареко стоит в одном ряду с фамилиями Черноок, Синеок, Белоглазов, но без дополнительных суффиксов, что делает её более архаичной.

Географически фамилия тяготеет к Полтавской, Черниговской и Харьковской губерниям, а также к приграничным районам России (Курская, Белгородская области). Среди носителей не было знатных родов — это фамилия крестьян и казаков, которые получали прозвища по внешности в быту, а затем передавали их детям как родовое имя. В современных базах данных Кареко встречается редко, что подтверждает её локальное происхождение.