В карлукско-хорезмийских языках пратюркское -d- отражается как -j-, также между историческими гласными переднего ряда как -ģ-. Отражение пратюркского -d- как -d- является результатом контактов с карлукско-уйгурскими. Разделение карлукских на карлукско-хорезмийские и карлукско-уйгурские предложено Н. А. Баскаковым. По альтернативной трактовке карлукско-уйгурские и карлукско-хорезмийские не разграничиваются или карлукско-уйгурские выводятся за пределы карлукских (все или частично) и фигурируют как уйгуро-огузские или уйгуро-тукюйские языки.
В классификации А. Н. Самойловича карлукско-хорезмийские языки объединяются с северноалтайскими под названием чагатайских.