Karlovs ir latviešu cilmes uzvārds, kas cēlies no personvārda Kārlis. Tā kā lielākā daļa latviešu uzvārdu, tas radies, apzīmējot personas piederību noteiktai dzimtai vai norādot uz cilmes saikni ar vīriešu vārdu Kārlis (nozīmē "vīrietis", "brīvs cilvēks").
Slaveni cilvēki ar šo uzvārdu:
1. Jānis Karlovs — latviešu ārsts un sabiedriskais darbinieks, viens no pirmajiem Latvijas Sarkanais Krusta vadītājiem.
2. Vladimirs Karlovs — padomju un krievu valsts darbinieks, bijušais Krievijas Federācijas lauksaimniecības ministrs.
3. Aleksandrs Karlovs — Krievijas diplomāts, vēstnieks Turcijā (2013–2016), nogalināts terorakta laikā.
Uzvārds sastopams galvenokārt Latvijā un Krievijā, bieži saistīts ar baltu vai krievu etnisko piederību.