Фамилия Калсынова — редкая и географически привязанная, скорее всего, к Северному Кавказу или Поволжью. Её основа не славянская, а тюркская или кавказская, что сразу отличает её от массы русских фамилий на -ов.

В центре фамилии лежит имя или прозвище Калсын. Вероятнее всего, это вариант мужского имени Калсын, распространённого у тюркских народов (татары, башкиры, казахи, ногайцы). В тюркских языках «кал» означает «оставайся», «сын» — «ты»; вместе имя могло быть оберегом-пожеланием: «оставайся жив», «не уходи». У башкир и татар встречается имя Калсынбай, где «бай» — «богач, хозяин». Фамилия Калсынова, таким образом, образована от этого имени через патронимический суффикс -ов, который в тюркских фамилиях часто калькирует русскую модель: «чей?» — Калсынов, «дочь/жена Калсына» — Калсынова.

Менее вероятна, но возможна связь с калмыцким или монгольским «калсын» — «внешний, чужой». В таком случае фамилия могла означать «пришлый», «из другого рода». Однако для фамилий характернее именная основа, а не нарицательная.

Суффикс -ова указывает на женскую форму, но в русской традиции фамилия не склоняется по родам в официальных документах: и мужчина, и женщина могут быть Калсыновы, хотя исторически мужская форма — Калсынов. Встречаемость фамилии крайне низкая, основные носители, по открытым данным, живут в Оренбургской области, Башкортостане и Татарстане — регионах, где исторически смешивались тюркские и русские ономастические традиции.

По сословию предки Калсыновых могли быть как крестьянами, так и служилыми людьми из тюркской знати, принявшими фамилию по отцу при переходе в оседлость или при записи в метрики. Точных данных о дворянстве нет — фамилия не фигурирует в родословных книгах, что типично для поздних (XIX век) патронимических образований у нерусских народов.