Фамилия Карсаева хранит в себе тюркский след, а её основу скорее всего составляет древнее имя Карсай. Это имя — составное: первая часть «кара» в древнетюркском имела широкий спектр значений, от «чёрного цвета» и «грозного, сильного» до «главного, великого» и даже «простого народа». Вторая часть — «саин» (часто в форме «сай») переводится как «славный, хороший» и когда-то служила эпитетом восточных монархов. Таким образом, имя Карсай могло означать «великий господин» или «хороший человек» — пожелание благородства и достоинства.

Менее вероятная, но существующая версия выводит фамилию от татарского слова «карсак» — «низкорослый, коротышка». В этом случае прозвище давалось по внешнему признаку, а фамилия образовалась от него с помощью типичного русского суффикса принадлежности -ев.

Сама модель образования — от отчества: Карсай → сын Карсая → Карсаев. Суффикс -ев указывает на русскую адаптацию тюркской основы. Интересно, что фамилия встречается не только у татар или башкир, но и у русских, что говорит о давних межэтнических контактах и усыновлении чужих имён в крестьянской среде. Точное время и место возникновения рода Карсаевых можно установить только через генеалогические разыскания, но ясно одно: её носители — потомки человека, которого в своём окружении выделяли либо силой и знатностью, либо, если принять вторую версию, невысоким ростом.