Фамилия Карстен ведёт начало от немецкого мужского имени Carsten. Это имя — одна из региональных форм более известного Christian, которое в переводе с латинского означает «последователь Христа». В отличие от многих русских фамилий, которые образуются с помощью суффиксов -ов, -ин или -ский, фамилия Карстен пришла в готовом виде и сохранила исходную основу без добавления типичных восточнославянских окончаний. Такая модель характерна для фамилий немецкого происхождения, которые фиксировались в документах так, как их носили сами переселенцы.

Само имя Christian получило широкое распространение в Англии после нормандского завоевания 1066 года, но в немецкоязычных землях его сокращённый вариант Carsten стал особенно популярен в северных регионах — в Нижней Саксонии, Шлезвиг-Гольштейне и среди ганзейских городов. Именно оттуда носители фамилии Карстен в разное время переселялись в Российскую империю, в первую очередь в Поволжье и Причерноморье, где существовали крупные немецкие колонии.

В русском контексте фамилия Карстен не склонялась по падежам как исконно русская, а оставалась неизменяемой, что тоже выдает её иноязычное происхождение. Среди однокоренных фамилий можно назвать Карстенс (с добавлением типичного немецкого патронимического -s) и Карстенсон, указывающие на «сына Карстена». Встречаются и славянизированные варианты вроде Карстенов, но они редки и возникали при адаптации документов в русских канцеляриях.

Таким образом, предки человека с фамилией Карстен с высокой вероятностью были немецкоязычными выходцами из Северной Европы, а сама фамилия — прямой отсылкой к христианскому имени, без дополнительных прозвищ или ремесленных корней.