Фамилия Карсаевская — редкий случай, когда географическая привязка видна сразу, но корень остаётся загадкой. Суффикс -ск- указывает на то, что фамилия образована от названия места: предок был либо помещиком, владевшим селом Карсаево или Карсаевка, либо выходцем из такого поселения. Типично для польской, украинской и белорусской шляхты, а также для русского духовенства, которое часто получало фамилии по названиям сёл, где служило.

Самая трудная часть — основа «Карсай». Она не имеет очевидного славянского корня. Скорее всего, это тюркское или кавказское имя: в осетинском, балкарском или кумыкском языках «карса» может означать «сокол» или «быстрый». В таком случае прозвище Карсай дали человеку с острым взглядом или стремительным нравом. Менее вероятная версия — от диалектного русского «карс» (шрам, рубец), но это дало бы форму Карсовский, а не Карсаевский.

Поскольку фамилия оканчивается на -евская, а не на -овская, основа явно на мягкий согласный (Карсай > Карсаев). Это дополнительно подтверждает, что в основе лежит личное имя или прозвище, а не топоним с твёрдым окончанием. Встречаемость фамилии крайне низкая, искать её носителей стоит в южнорусских регионах, где проходили контакты с тюркскими народами, или в среде потомков духовенства центральных губерний.

В словарях фамилия не зафиксирована, что делает её разбор предположительным. Однако сочетание редкой основы и типичного дворянско-семинарского суффикса наводит на мысль: носители фамилии могли быть священниками в селе с тюркским названием на юге России.