Karayağız, kara ve yağız sözcüklerinden kurulmuş bir erkek adıdır. Kara, Ana Türkçe *kara (koyu, siyah) sözcüğünden gelir ve esmer anlamını da taşır. Yağız, Osmanlıca üzerinden Ana Türkçe *yagïŕ (yanık) sözcüğüne, o da *yak- (yakmak) fiiline dayanır; Vikisözlük'e göre sözcük Eski Türkçede ilk kez Orhun yazıtlarında geçer. Yağız koyu ya da doru renkli atı, esmer teni ve yiğit, cesur kişiyi anlatır. İki öğe aynı rengi pekiştirir; TDK de adı koyu esmer kişi diye açıklar.
TDK'nin başka adlar için kullandığı “kara yağız” sözü, bu adda bitişik yazılmış bir ikileme olarak karşımıza çıkar. Dört hecede okunur (Ka-ra-ya-ğız) ve bütünüyle kalın ünlülüdür: Karayağız'a, Karayağız'ın. Benzer isimler arasındaki Karabudun, Karaoğlan ve Karatekin de kara ile başlayan dört heceli adlardır; yağız öğesi ise Yağıztekin gibi adlarda da yer alır.