Фамилия Карлыханова — женская форма, мужская, соответственно, Карлыханов. Это редкая фамилия, и её происхождение не лежит на поверхности. Чтобы понять её корни, нужно отбросить суффикс -ов- и присмотреться к основе «Карлыхан».

Вероятнее всего, перед нами вариант фамилии Карлыханов, которая образована от тюркского мужского имени или прозвища. В тюркских языках (татарском, казахском, башкирском) корень «карлы» означает «снежный», а «хан» — титул правителя, князя. Сложносоставное имя Карлыхан (Карлы-хан) можно перевести как «снежный хан» или «хан зимы». Такие имена давали, чтобы подчеркнуть силу, холодность характера или просто как благопожелание — чтобы ребёнок был крепким, как зимняя стужа. Встречается также версия, что «карлы» может восходить к слову «кара» (чёрный) с диалектным изменением, но «снежный хан» выглядит убедительнее.

Суффикс -ов- указывает на русскую модель образования фамилий по отчеству: «чей сын?» — Карлыханов, то есть сын Карлыхана. Значит, первый носитель фамилии в русском документе был записан как «Иван Карлыханов» или «Пётр Карлыханов», а его потомки унаследовали это родовое имя.

Географически фамилия тяготеет к регионам Поволжья и Урала, где исторически было сильное татарское и башкирское влияние, а также к Оренбургской области. Встречается она и у русских, и у татар, и у башкир, что говорит о межэтническом бытовании. Предок-носитель прозвища Карлыхан мог быть как кочевником-скотоводом, так и служилым человеком, принявшим православие и получившим русскую фамилию.

В написании иногда путают с фамилией Карлыханов, но вариант «Карлыханова» — это просто женская форма, которая не меняет этимологии. Если ваш предок был Карлыхановым, то его родословная уходит в тюркскую среду XVI–XVII веков, а само прозвище — яркий пример того, как имя-оберег или описательное прозвище закрепилось в официальной русской фамильной системе.