Karamürsel, Osmanlıcada da aynı biçimle geçen bir yer adıdır; Vikisözlük onu Kocaeli'ye bağlı bir ilçe olarak kaydeder, Türkçe sürüm ayrıca Çankırı'nın Kızılırmak ilçesine bağlı bir köyün adı olarak gösterir. Adın iki parçası ayrı ayrı tanınır: kara, Ana Türkçe *kara (koyu, siyah) sözcüğünden gelir; Mürsel ise Osmanlıca yoluyla Arapça mursal sözcüğünden gelen bir erkek adıdır. TDK, ilçe anlamının yanında Marmara'nın kıyı sularında görülen küçük bir tekneyi de bu adla kaydeder.
Bir ilçe adıyla aynı olduğu için ad, ilk duyuşta yer adını çağrıştırır. Dört hecede okunur (Ka-ra-mür-sel); ilk iki hece kalın, son iki hece ince ünlülü olduğundan ekler e'li gelir: Karamürsel'e, Karamürsel'in. Benzer isimler arasındaki Karadeniz de kara ile başlayan ve bir yer adından gelen bir addır. Mürsel tek başına da kullanılan bir erkek adı olduğundan günlük hayatta bu kısaltma öne çıkabilir.