Фамилия Кароматова образована от мужского имени Каромат, которое восходит к арабскому слову «карамат» (كرامة) — «щедрость», «достоинство», «чудо». В исламской традиции этим термином обозначают благодать или чудесные способности, дарованные святым (аулия). Таким образом, имя Каромат — не просто личное имя, а имя с религиозным подтекстом, которое могли дать в надежде на божественное покровительство и особые качества ребенка.

Фамилия строится по простой и распространенной модели: к основе Каромат добавляется русский фамильный суффикс -ов, который указывает на принадлежность: «сын (или потомок) Каромата». Женская форма Кароматова — это грамматическое изменение той же фамилии. Суффикс -ов, а не, скажем, -ев или -ин, говорит о том, что основа заканчивается на твердый согласный (т). Эта модель типична для фамилий, возникших в среде, где русская антропонимическая система накладывалась на тюркские или иранские имена.

Географически фамилия Кароматова почти наверняка привязана к регионам Средней Азии, прежде всего к Таджикистану и Узбекистану, а также к тем районам России (например, Самарская, Оренбургская области), куда переселялись таджикские и узбекские общины. Имя Каромат особенно распространено среди таджиков, для которых арабский язык через персидский был языком культуры и религии. В русских документах, особенно в советский период, такие фамилии фиксировались с русским окончанием -ов/-ова, что делало их формально «русскими» по паспорту, но не по происхождению.

Встречается и вариант написания через «х» — Хароматова, что связано с особенностями произношения арабского звука «к» в некоторых диалектах. Но основная, наиболее частая форма — именно через «к». Фамилия редкая, не входит в списки массовых русских фамилий, и её носители — почти всегда потомки выходцев из Средней Азии, сохранившие в фамилии память о религиозно окрашенном имени предка.