Фамилия Карсанаева — яркий пример того, как тюркское по происхождению имя, попав в русскую среду, обрастает славянскими фамильными суффиксами. В основе фамилии лежит мужское личное имя Карсанай, которое распространено у ряда тюркских народов, в первую очередь у кумыков, ногайцев, а также у балкарцев и карачаевцев. Само имя Карсанай — сложное. Первая часть, «карс», может восходить к тюркскому «карсы» — «противоположный», «враждебный», но в составе личных имен чаще приобретает значение «защитник», «преграда». Вторая часть, «най», — типичный для тюркской антропонимии компонент, означающий «праздник», «веселье», «пир». Таким образом, Карсанай — это, вероятно, «защитник праздника» или, в более широком смысле, «тот, кто оберегает веселье» — имя-пожелание, данное ребенку в надежде, что он станет опорой в радостные моменты жизни.

Русская фамилия от этого имени образовалась по стандартной модели: к основе «Карсанай» добавили суффикс принадлежности «-ев» (фонетический вариант суффикса «-ов» после мягкого или йотированного звука). Получилась форма «Карсанаев», а женский вариант — «Карсанаева». Такая модель типична для фамилий, которые формировались в XIX веке у крещёных тюркских народов Кавказа и Поволжья, а также у казаков, имевших контакты с горцами. Фамилия буквально означает «потомок Карсаная» или «из семьи Карсаная».

Географически фамилия Карсанаева наиболее плотно представлена в Дагестане (особенно в Хасавюртовском и Бабаюртовском районах), а также в Чечне и Ставропольском крае. Это указывает на её кумыкские или ногайские корни. Встречается она и среди осетин, что объясняется давними культурными и брачными связями народов Северного Кавказа. Носители фамилии — в основном потомки равнинных тюркских народов, которые в разное время принимали православие или, реже, оставались мусульманами, но при получении паспортов в советское время получали фамилии с русскими окончаниями.

Встречается и другой вариант происхождения, менее вероятный, но возможный в отдельных случаях. В некоторых тюркских диалектах «карсан» может означать «старик» или «старец», а «-ай» — уменьшительно-ласкательный суффикс. Тогда Карсанай — это ласковое прозвище пожилого человека, данное в шутку или как знак уважения. Однако версия с именем-оберегом (защитник) исторически более убедительна, так как соответствует традициям имянаречения у народов Кавказа.

Фамилия Карсанаева не относится к числу дворянских или разночинных русских фамилий — её носители, как правило, выходцы из крестьянской или военной (казачьей) среды. В дореволюционных метрических книгах и ревизских сказках она фиксируется с середины XIX века, что позволяет проследить её закрепление именно в тот период, когда тюркские народы активно встраивались в российскую административную систему.