Фамилия Каргатова — женская форма мужской фамилии Каргатов. Её основа, скорее всего, тюркского происхождения, что неудивительно для русского юга и Поволжья, где столетиями жили рядом славяне и тюркские народы.

В основе лежит прозвище или имя Каргат. В тюркских языках «карга» означает «ворона». Суффикс -ат в таких прозвищах мог указывать на обладание каким-то качеством — буквально «вороноватый», то есть черноволосый, смуглый или просто крикливый, суетливый человек. Вторая версия — топонимическая. В Новосибирской области есть река Каргат и город Каргат. Переселенцы оттуда могли получить прозвище «каргатский», которое со временем сократилось до Каргатов.

Модель образования простая: прозвище Каргат плюс типичный русский патронимический суффикс -ов, указывающий на принадлежность («чей?» — сын Каргата). Фамилия недворянская, крестьянская или казачья. Встречается она редко, в основном на юге России — в Ростовской области, Краснодарском крае, а также в Сибири, что подтверждает обе версии происхождения: и тюркскую, и географическую.

Если сравнивать с однокоренными, то родственная фамилия Каргин (от «карга» — ворона) встречается чаще и имеет те же корни. Каргатова же — более редкий вариант, сохранивший архаичный суффикс -ат, что делает её ценной для историков языка.