Фамилия Карпанов — типичный пример русской «патронимической» фамилии, то есть образованной от имени отца. В её основе лежит имя Карпан, которое, в свою очередь, является народной, разговорной формой канонического крестильного имени Карп. Само имя Карп пришло на Русь из греческого языка, где слово «карпос» означало «плод» или «приносить пользу». Таким образом, первое и самое прямое значение фамилии — «сын Карпана», то есть потомок человека, носившего это имя.

Однако в случае с фамилией Карпанов есть и вторая версия, которую нельзя сбрасывать со счетов. Она указывает на возможность происхождения не от церковного, а от мирского, дохристианского имени. В языческой традиции было принято давать детям «рыбные» имена — по названиям промысловых видов. Карпан мог быть таким именем-оберегом, данным в честь рыбы карпа. Смысл этого обычая был в том, чтобы природа «не заметила» подмены и приняла ребёнка за своего, передав ему жизненную силу и плодовитость, которыми славится эта рыба. Обе версии имеют право на существование, но первая — от греческого имени Карп через форму Карпан — считается более распространённой и лингвистически обоснованной.

С точки зрения словообразования, фамилия построена по самой распространённой в России модели: к основе (имя Карпан) добавился типичный русский суффикс принадлежности -ов. Он указывал на то, что человек относится к роду Карпана. Менее вероятный, но возможный вариант — что фамилия образована от прозвища Карпан, данного рыбаку или торговцу рыбой, но в таком случае мы бы скорее ожидали фамилию Карпов, а не Карпанов.

Географически фамилия Карпанов встречается в разных регионах России, но чаще — в центральных областях и Поволжье, что характерно для фамилий, образованных от популярных в прошлом имён. Среди однокоренных фамилий — Карпов, Карпухин, Карпенко, Карпович, но Карпанов стоит несколько особняком, сохранив редкую уменьшительную форму имени, которая, в отличие от других, не получила массового распространения.