Фамилия Кахтюрина — редкий случай, когда прозвище, лёгшее в основу, почти не поддаётся однозначной расшифровке. С точки зрения словообразования здесь всё прозрачно: это типичная «материнская» фамилия на -ин, образованная от женского прозвища Кахтюра или мужского Кахтюр. Но что стоит за этим корнем — вопрос открытый.

Самая вероятная нить ведёт к диалектному слову «кахтать» или «кахтаться», которое в некоторых северных и сибирских говорах означало «кашлять», «сипеть», «издавать хриплый звук». Прозвище Кахтюра могли дать человеку с хриплым голосом, с больным горлом или просто тому, кто постоянно покашливал. Звукоподражательная основа «ках-» (ср. «кахикать», «кхекать») встречается в русских фамилиях нечасто, что делает этот вариант правдоподобным и оригинальным.

Менее очевидная, но возможная версия — связь с тюркскими языками. В ряде тюркских наречий «ках» или «как» означает «твёрдый», «крепкий», «сухой». Прозвище Кахтюр могло указывать на сухощавого, жилистого человека или на обладателя жёсткого характера. Однако следов прямого заимствования этого корня в русскую ономастику почти нет, поэтому версия остаётся гипотетической.

Фамилия географически тяготеет к Уралу и Зауралью — именно там встречаются самые старые записи Кахтюриных. В метрических книгах Пермской и Вятской губерний XIX века изредка попадаются крестьяне и мещане с этой фамилией. За пределами этого региона она практически не встречается, что подтверждает локальный характер прозвища.

Интересно, что фамилия не дала вариантов с суффиксом -ов (Кахтюров) — это дополнительный аргумент в пользу того, что прозвище бытовало в женском роде (Кахтюра) либо исходная форма была на -а, а не на твёрдый согласный. В любом случае, Кахтюрины — потомки одного человека с необычным прозвищем, которое либо характеризовало его голос, либо осталось загадкой для этимологов.