Фамилия Карсыбеков происходит от тюркского составного имени Карсыбек. В её основе лежат два слова: «карсы» (восходит к турецкому karsak — «маленький») и «бек» («князь», «повелитель», «господин»). Такое имя могли дать младшему сыну, вкладывая в него пожелание: пусть маленький вырастет в настоящего предводителя. Соответственно, Карсыбеков — это «потомок Карсыбека».

Фамилия образована по стандартной русской модели патронимических фамилий на -ов, которая присоединяется к тюркским именам, оканчивающимся на согласный. В ономастике это одна из самых распространённых схем русификации восточных имён: имя отца становилось фамилией детей и внуков.

Стоит обратить внимание на редкое сочетание корней. Если первая часть «бек» в тюркских фамилиях встречается постоянно (Алибеков, Тулебеков), то «карсы» — вариант гораздо менее частотный. Это делает фамилию Карсыбеков заметной на фоне более массовых однокоренных фамилий. По той же модели, но с другим суффиксом, образованы, например, фамилии Карсыбаев или Карсымбаев, где основа та же, а окончание указывает на казахскую или башкирскую традицию именования.

Географически фамилия тяготеет к Казахстану и Киргизии, а в России встречается преимущественно среди потомков выходцев из этих регионов. Точных данных о сословной принадлежности первых носителей нет, но имя «бек» в составе обычно указывает на знатное или старшинское происхождение рода, хотя к XIX веку такие имена могли давать и в семьях без формального титула.