Фамилия Карсаевы — один из тех родовых имен, которые несут в себе память о сложных связях между тюркским миром и русским дворянством. В основе фамилии лежит древнее тюркское имя Карсай. Оно составное: первая часть «кара» означает не только «черный», но и «грозный», «сильный», а вторая — «сай» — переводится как «славный» или «хороший». Таким образом, имя-основа могло означать «черный и славный» или «грозный и хороший» — типичная для тюркской ономастики хвалебная характеристика.

Менее вероятная, но все же возможная версия связывает фамилию не с именем, а с прозвищем от татарского слова «карсак» — «низкорослый, коротышка». Однако в пользу именной версии говорит то, что фамилия Карсаев фиксируется в родословных как потомки выходцев из Золотой Орды, а такие имена, как Карсай, были распространены именно в знатной среде. XV–XVII века — время, когда многие ордынские мурзы и князья переходили на службу к московским государям, получали земли и записывались в дворянские списки. Их потомки, обрусевая, сохраняли родовые имена в виде фамилий на -ев.

Словообразовательная модель проста: к основе Карсай добавили русский патронимический суффикс -ев (вариант -ов после мягкого согласного). Так получилось отчество, которое закрепилось как фамилия. В документах встречаются разные написания: Карсаев и Карсайев, но современная норма — через «а» во втором слоге.

Географически фамилия тяготеет к регионам, где исторически было сильно татарское влияние: Поволжье, Приуралье, южные уезды России. В XIX веке Карсаевы нередко встречались среди однодворцев и мелкопоместных дворян, что подтверждает их давнее, но не аристократическое положение. В целом фамилия — не просто след восточного имени, а маркер сложного процесса вхождения тюркской знати в состав русского служилого сословия.