Фамилия Каротунова звучит нехарактерно для русского уха — в ней нет привычных суффиксов -ов или -ин в чистом виде, а основа вызывает вопросы. Скорее всего, перед нами женская форма фамилии Каротунов, а та, в свою очередь, образована от прозвища или имени, которое почти не встречается в современных источниках.

Вероятнее всего, в основе лежит слово «каротун» — диалектное или устаревшее название какого-то растения, животного или предмета. Можно предположить связь с «каротель» (сорт моркови) или «карота» (вид тыквы в южных говорах), но это лишь догадки. Более правдоподобна версия, что корень восходит к тюркским языкам, где «кара» — «чёрный», а «тун» — «ночь» или «шуба». В таком случае Каротун — это прозвище человека со смуглой кожей, тёмными волосами или того, кто носил чёрную одежду. Такие прозвища давали в XVI–XVII веках на юге России, в казачьих областях или среди служилых людей, контактировавших с татарами и ногайцами.

Суффикс -ов в мужской форме указывает на типичную русскую модель образования от прозвища: «чей?» — Каротунов, то есть сын или потомок Каротуна. Фамилия редкая, в списках массовых русских фамилий она не фигурирует, что говорит о локальном происхождении — возможно, из одного села или станицы, где жил родоначальник с таким необычным прозвищем.

Встречается вариант написания КаротунОва, с ударением на третий слог, что тоже нетипично для русских фамилий на -ов (обычно ударение на первый или второй слог). Это дополнительно подтверждает иноязычное происхождение основы — тюркские слова часто сохраняют ударение на последнем слоге.

Таким образом, предки носителей фамилии Каротунова могли быть южнорусскими крестьянами, казаками или однодворцами, получившими прозвище Каротун за внешность или привычку. Точного значения слова сегодня не найти, но ясно, что фамилия эта — редкий свидетель межэтнических контактов на окраинах Московского государства.