Основой фамилии Карлов послужило мирское имя Карл. Фамилия Карлов образована от имени Карл. Поскольку в русском языке такого имени нет, можно предположить, что предок Карловых был сыном шведа, немца или другого иностранца по имени Карл. Одной из обладательниц этой фамилии была Наталия Федоровна Карлова(1858-1921), фрейлина Великой княгини Екатерины Михайловны, морганатическая жена герцога Георга Мекленбург-Стрелицкого. Таким образом, потомок человека, обладающего именем Карл, со временем получил фамилию Карлов.