Фамилия Карматкова — женская форма фамилии Карматков, а та, в свою очередь, происходит от личного имени или прозвища Кармат. Скорее всего, в основе лежит восточное имя Кармат, которое переводят как «щедрый». Есть и другая версия: имя связывают с турецким словом «карам» — «грозный, сильный» или «великий». Оба значения вполне могли стать прозвищем, которое потом закрепилось в роду.

Словообразовательная модель типична для русских фамилий: к основе Кармат добавили суффикс -ов (принадлежность), а затем — стандартное окончание -а для женского рода. Такая схема говорит о том, что предок носителя фамилии, скорее всего, был человеком незнатного происхождения — крестьянином, ремесленником или служилым человеком. Фамилии на -ов/-ев в массе своей закрепились за непривилегированными сословиями в XVI–XVII веках.

Корень «кармат» встречается и в других фамилиях, например Карматов или Карматовский, что подтверждает его восточные или тюркские истоки. В русском языке слово «кармат» не имеет собственного значения, поэтому фамилия явно пришлая по происхождению. Носители Карматковых, вероятно, жили в регионах с сильным татарским или башкирским влиянием — в Поволжье, на Урале или в Оренбуржье, где такие фамилии не редкость.

Точное место и время возникновения рода Карматковых без генеалогических изысканий установить сложно — процесс формирования фамилий был долгим, а письменные источники по крестьянским и мещанским родам часто скудны. Но если опираться на имя-основу, то фамилия могла появиться не раньше XVI века, когда тюркские имена активно входили в русский обиход через соседство и смешанные браки.