Доктор кукольных наук предстаёт высоким и пузатым пожилым мужчиной. Персонаж выглядит устрашающе - у него кустистые брови, выпученные глаза и огромный рот с крупными острыми зубами. Самая примечательная внешняя черта Карабаса-Барабаса - длинная борода. Нечёсаная и взлохмаченная, она стелется по полу, доставляя немало неудобств своему обладателю. Карабас частенько спотыкается об неё и ругается, призывая в гневе десять тысяч чертей. Когда синьор садится обедать, он запихивает бороду в большой карман, чтобы та не мешала ему во время еды.
Карабас-Барабас отличается грубым и жестоким нравом. Он злобно бранится и обижает тех, кто слабее и не может дать отпор. Этот человек жаден до денег, завистлив и способен на притворство. Будучи злым и безжалостным, Карабас мучает своих подопечных - бьёт несчастных кукол и подвешивает их на гвоздик. Особо провинившихся он может бросить в огонь, не моргнув глазом. Однако когда того требуют обстоятельства, владелец театра резко меняет линию поведения. Например, чтобы заручиться поддержкой полиции, Карабас из агрессивного тирана превращается в плачущую жертву - почтенную сироту, которую унизили, избили и обокрали.
Персонаж руководит кукольным театром. Это творческая работа, требующая таланта, доброты, чуткости и любви к своему делу. Карабас не обладает ни одним из перечисленных качеств. Огрубевшая душа директора безразлична к искусству, его интересуют только деньги, которые приносят спектакли. Богатые декорации и яркие костюмы актёров - лишь красивая ширма, привлекающая зрителей и создающая иллюзию благополучия. Куклы и игрушки Карабаса-Барабаса деланно улыбаются на сцене, страшась хозяина и его семихвостой плётки. Представления карабасовского театра скучны и бездарны. Артисты исполняют бессмысленные песни и развлекают толпу жестокими шутками. Чего стоит одна комедия под названием "Тридцать три подзатыльника" - вся пьеса построена на издевательствах над грустным клоуном Пьеро. Доктору кукольных наук кажется, что это очень смешная затея, которая непременно понравится почтеннейшей публике.
Синьор Карабас любит две вещи - звон золотых монет и вкусную мясную еду. Он несказанно прожорлив: может съесть за один присест целого кролика и пару жареных цыплят. Когда злодей пребывает в мрачном расположении духа, аппетит возрастает - чтобы его утолить, нужен жирный поросёночек в сопровождении пары фаршированных уток. Не прочь Карабас-Барабас и выпить - он не представляет трапезы без кувшина крепкого вина.
У директора театра есть большая мечта - найти волшебную дверь, которая открывается с помощью золотого ключика. Кто-то сказал ему, что за таинственной дверцей спрятано великое счастье. Карабас уверен, что он обнаружит там гору богатств и будет купаться в роскоши до конца своих дней. Но синьора ожидает досадная потеря: он роняет драгоценный ключик в пруд. Хозяйка водоёма, черепаха Тортилла, обижена на людей и отказывается доставать утерянную вещицу. Но Карабас не теряет надежды вернуть своё сокровище, тем более, что благодаря болтливому Буратино он уже узнал, где находится заветная дверь.
Союзниками бородатого злодея выступают другие отрицательные персонажи, фигурирующие в повести. Главным приспешником становится Дуремар, продавец лечебных пиявок. Длинный, худой и сморщенный, он забавно контрастирует с дородным и могучим Карабасом. Дуремар - мерзкий тип, готовый на любую подлость ради наживы. Если он уверен в своей безнаказанности, то ведёт себя жестоко и насмешливо. В случае опасности пиявочник трусливо отступает, вполголоса бормоча "я тут ни при чем, я ни при чем".
Также Карабасу-Барабасу помогают местные аферисты - лиса Алиса и кот Базилио. Эта парочка хочет получить побольше золотых монет и поквитаться с ненавистным Буратино. Свирепые полицейские псы - ещё один козырь антагониста. Эти собаки считаются хорошими ищейками и неутомимыми преследователями.
Несмотря на все усилия, Карабас и его свита терпят поражение. Жадный и злой доктор кукольных наук теряет всё, что имел: его театр ветшает, а артисты сбегают к конкуренту. Пытаясь поймать одну из игрушек, Карабас-Барабас падает в грязную лужу. Некогда состоятельный и властный синьор чувствует себя жалким и глупым неудачником.
Доктор кукольных наук носит двойное рифмованное имя, придающее его образу особую выразительность. Анализируя диковинное имечко, исследователи выдвигают разные гипотезы его происхождения. Самая простая и распространённая версия звучит так: писатель взял популярную фамилию Carrabba и соединил её с итальянским прилагательным "barbuto" ("бородатый").
Некоторые филологи проводят параллели с лексемами восточных языков. Словосочетание "кара бас" в переводе с древнетюркского означает "чёрная голова" или "верховный демон". Используя его, можно подчеркнуть тёмные стороны персонажа - жестокость, жадность, завистливость и лживость. Созвучное прозвище "Барабас" представляет собой видоизменённое имя Варрава. В библейском предании так звали опасного преступника, которого Понтий Пилат помиловал и освободил вместо Иисуса Христа. Таким образом обе части имени сказочного злодея содержат негативный подтекст.
Реальным прототипом Карабаса-Барабаса стал прославленный театральный режиссёр Всеволод Мейерхольд. Этот талантливый и яркий человек имел репутацию жёсткого руководителя. Далеко не каждый актёр мог с ним сработаться. Мейерхольд хотел, чтобы артисты беспрекословно выполняли его требования - он видел в них марионеток. Многие творческие люди не выдерживали деспотизма и уходили на другие площадки. Они поспешно покидали Мейерхольда, словно сказочные куклы, бегущие от самодура Карабаса.
Всеволод Эмильевич обожал шарфы, свисающие до пола. Во время репетиции он засовывал концы шарфика в карман, чтобы нечаянно не наступить на них. Алексей Толстой интересно обыграл эту деталь в "Золотом ключике", превратив нарядный шарф в длинную окладистую бороду.