Les auteurs s'accordent à faire dériver le nom Carletti du prénom médiéval Carolus, forme latinisée du prénom germanique Karl, dont le sens est « homme libre ». La diffusion de ce prénom en Europe tient en grande partie à la figure de Charlemagne (Carolus Magnus), empereur du Saint-Empire romain germanique, dont le prestige favorisa son adoption généralisée et engendra ensuite une vaste famille de noms de famille en Italie.

On considère que Carletti appartient au groupe des noms formés à partir du prénom Carlo au moyen de suffixes diminutifs et affectueux, mécanisme particulièrement productif dans le nord et le centre de l'Italie, où prédominent les terminaisons en -etti, -ini et -one. Les variantes de ce type — parmi lesquelles Carli, Carlini, Carletto et Carletti — se concentrent principalement en Toscane, en Émilie-Romagne et en Lombardie.

E. De Felice atteste Carletti dans diverses régions, en mettant en avant ses particularités phonétiques et régionales comme partie du système patronymique dérivé de Carlo. Pour sa part, F. De Laurentiis signale que le nom dérive directement de Carli, ce qui en fait une forme dérivée au second degré par rapport au prénom de base.