Фамилия Кармалин чаще всего ассоциируется с русским дворянским родом, известным с конца XVI века. Однако её основа лежит глубже, в прозвище, а не в титуле. Словообразовательная модель фамилии проста: к основе «Кармал» добавился типичный русский суффикс принадлежности -ин, указывающий на «сына» или «потомка» человека по прозвищу Кармал. Суффикс -ин, в отличие от -ов, обычно присоединялся к основам, оканчивающимся на -а или -я, что и произошло в данном случае.

Происхождение самого прозвища Кармал, скорее всего, тюркское. Его связывают с татарским глаголом «кармалау», что означает «щупать, ощупывать, шарить, обшаривать». Прозвище могло закрепиться за человеком с беспокойным, любопытным характером или за тем, кто имел привычку всё трогать руками. Встречается и другая, менее вероятная версия — от тюркского «карма» (горсть, пригоршня), но первая гипотеза выглядит убедительнее, так как лучше объясняет прозвищную природу имени.

История дворянского рода Кармалиных хорошо документирована. В конце XVI века он разделился на две ветви. Родоначальником одной стал Семён Поуков сын Кармалин, владевший поместьями уже в 1597 году. За участие в «московском осадном сиденьи» при царе Василии Шуйском его в 1616 году пожаловали вотчиной. Самым известным потомком этой ветви стал Николай Николаевич Кармалин (1824 года рождения). Он дослужился до генерала от инфантерии, был эриванским военным губернатором, а позже — начальником Кубанской области и наказным атаманом Кубанского казачьего войска (1873–1882). Его жена, Любовь Ивановна Кармалина (урождённая Беленицына), была известной певицей-любительницей и оставила ценные воспоминания о композиторе Михаиле Глинке, опубликованные в журнале «Русская старина».

Вторая ветвь рода ведет начало от Михаила Булгакова сына Кармалина, который получил поместье в 1629 году. Обе ветви были внесены в VI часть родословной книги Рязанской губернии, что подтверждает их принадлежность к древнему столбовому дворянству. Таким образом, фамилия прошла путь от тюркского прозвища до официального дворянского рода, оставившего заметный след в военной и культурной истории России.