Фамилия Карлангач — редкий случай, когда прозвище не обросло типичными русскими суффиксами -ов, -ин или -ский. Она застыла в своей исходной тюркской форме, что сразу указывает на её носителей: это не крещёные крестьяне центральной России, а скорее выходцы из татарской, башкирской, ногайской или казахской среды. Сама основа фамилии — сложное слово, которое стоит разобрать по частям.

Первая часть, «карла» или «карлы», восходит к тюркскому «кар» — снег. Вторая часть, «гач» или «ач», — это либо «ач» (голодный), либо «гач» (от глагола «качмак» — убегать, прятаться). Таким образом, прозвище Карлангач могло означать «снежный голод» или «тот, кто убегает от снега». В степных и кочевых культурах зима была суровым испытанием, и такое прозвище могли дать человеку, родившемуся в особенно снежную и голодную зиму, либо тому, кто отличался бережливостью и готовился к зиме заранее, словно «убегал» от её последствий.

Есть и вторая, более прозаичная версия. В некоторых тюркских диалектах «карлангач» — это название птицы, ласточки (ср. тат. «карлыгач», каз. «қарлығаш»). Ласточка — птица, прилетающая с теплом, и прозвище могли дать за лёгкий, быстрый нрав или за то, что человек возвращался домой только к лету, как перелётная птица. Однако фонетически «карлангач» ближе к «карлыгач», чем к «карла ач», поэтому версия с голодом и снегом выглядит более мотивированной для прозвища, а не для родового имени по птице.

В России фамилия Карлангач встречается крайне редко, в основном в Поволжье и на Южном Урале, в среде татар и башкир. Встречаются варианты написания с одной «л» — Карлагач, а также с окончанием -ов (Карлангачев), что указывает на русификацию фамилии при переходе в православие или при записи в метрические книги. Без суффикса фамилия сохранилась у тех, кто остался в мусульманской среде, где родовые прозвища не требовали адаптации к русской грамматике.