Фамилия Кагосян — армянская по происхождению, что сразу видно по суффиксу -ян, одному из самых распространённых в армянской ономастике. Этот суффикс, восходящий к древнему -янц, указывает на принадлежность к роду или потомка: Кагосян — «из рода Кагоса» или «сын Кагоса». В основе фамилии лежит личное имя или прозвище Кагос, которое, скорее всего, является уменьшительной или диалектной формой от армянского имени Каграман (Гахраман), что означает «герой», «богатырь». В армянском языке имя Каграман заимствовано из персидского (qahramân) и широко бытовало в народной среде, а его сокращённые варианты — Каг, Каго — дали начало многим фамилиям.

Есть и другая версия, менее распространённая, но имеющая право на существование: связь с армянским словом «каг» (կաղ) — «хромой». В таком случае Кагос — прозвище человека с хромотой, а Кагосян — его потомки. Однако эта гипотеза слабее, поскольку прозвища, образованные от физических недостатков, в армянских фамилиях встречаются реже, чем патронимы от имён, а суффикс -ос в имени Кагос типичен именно для уменьшительных форм личных имён (ср. Мкртич — Мкртос, Петрос — Петос).

Географически фамилия Кагосян тяготеет к западным областям исторической Армении, в частности к районам Вана и Муша. После геноцида армян 1915 года носители фамилии расселились по всему миру — в России, США, Франции, Ливане. В современной Армении фамилия встречается, но не входит в число самых массовых.

С точки зрения словообразовательной модели, Кагосян — классический пример армянской фамилии-патронима, где основа (личное имя) + суффикс -ян указывают на родство. В русском контексте фамилию часто склоняют по правилам русского языка: Кагосян, Кагосяна, Кагосяну и так далее, хотя в армянской традиции фамилии на -ян не склоняются. Разница в написании — Кагосян или Кагосьян — связана с передачей мягкого согласного на стыке основы и суффикса: вариант с «ь» ближе к армянскому произношению, но в паспортах чаще закрепляется упрощённая форма без мягкого знака.