Фамилия Каршагина — женская форма фамилии Каршагин, и её происхождение стоит искать в прозвище или имени, от которого образована мужская основа. В центре внимания — корень «каршаг», который не является ни общеупотребительным словом, ни распространённым тюркским заимствованием. Это сразу указывает на локальный или узкопрофессиональный характер прозвища.

Скорее всего, в основе лежит устаревшее или диалектное слово. В русских говорах Поволжья и Приуралья встречается слово «карша» — так называли корягу, суковатое дерево или пень, вывороченный с корнем. Суффикс «-аг» в прозвищах редок, но фиксируется в ономастике (сравните фамилии Кармагин, Шаршагин). Он мог придавать слову оттенок грубоватой характеристики: «каршага» — это человек, похожий на корягу, то есть коренастый, крепкий, неуклюжий или упрямый. Другая, менее вероятная версия — связь с тюркским «каршы» (навстречу, против) или «каршак» (старый, дряхлый), но в русской среде такое прозвище скорее переделали бы в Каршаков или Каршев.

По модели образования фамилия типична для северных и восточных регионов России, где суффикс «-ин» присоединяли к основам на «-а». Если предок носил прозвище Каршага, то его потомки становились Каршагиными. Фамилия встречается рассеянно, без ярко выраженного гнезда, что говорит о её относительно позднем возникновении — не ранее XVII–XVIII веков, когда крестьянам массово давали фамилии по прозвищам.

Сословно Каршагины, скорее всего, были государственными или помещичьими крестьянами. Никаких дворянских родов с такой фамилией не известно. В современном варианте фамилия редкая, и её носители могут иметь корни из Кировской, Пермской или Нижегородской областей — именно там диалектное слово «карша» было в ходу.