Фамилия Карниенко — яркий пример украинской модели фамилиеобразования с суффиксом -енко. Этот суффикс, означающий «сын» или «потомок», в XVII–XVIII веках массово закрепился на территории Левобережной Украины (Полтавщина, Черниговщина, Слобожанщина) и до сих пор остаётся самым узнаваемым маркером украинских фамилий. В отличие от русских фамилий на -ов/-ев, которые часто образовывались от притяжательных прилагательных, -енко напрямую указывает на родство: Карниенко — буквально «сын Карния».

Основа фамилии — Карний. Это имя или прозвище, скорее всего, производное от канонического христианского имени Корнилий (в народной форме Корней). В украинской среде имя Корней через промежуточную форму Карней дало уменьшительное Карний — так могли называть младшего сына или подростка. Возможна и другая версия: прозвище Карний могло быть связано с диалектным словом «карний» — в некоторых говорах так называли человека смуглого или смуроватого, от «карий» (тёмно-коричневый, цвет глаз или волос). Но первая версия — от имени — выглядит правдоподобнее, так как фамилии на -енко в массе своей образованы от личных имён, а не от прозвищ.

Географически фамилия Карниенко должна была возникнуть там, где суффикс -енко был нормой — на территории современной центральной и восточной Украины. В дореволюционных переписях она встречается в Харьковской, Полтавской и Киевской губерниях. В России фамилия редкая, чаще всего её носители — потомки переселенцев с Украины времён Столыпинской аграрной реформы или поздних миграций.

Однокоренные фамилии — Карненко, Карниенков (русифицированный вариант), Карний, Карнеев. Все они восходят к тому же корню, но различаются суффиксальными моделями. Карниенко сохранила самую архаичную форму, без дополнительных русификаций, что делает её ценным свидетельством украинской ономастической традиции.