Фамилия Калтаев — яркий пример того, как тюркское прозвище стало основой для русской фамилии. Она образована по стандартной для восточнославянского ономастикона модели: к основе «Калтай» добавили русский фамильный суффикс -ев (вариант -ов после мягкого согласного). Такой способ словообразования характерен для фамилий, которые возникли в среде служилых татар и других тюркских народов, перешедших на русскую службу в XV–XVII веках.

Корень фамилии — тюркское прозвище «Калтай». Его точное значение вызывает споры среди ономатологов. Наиболее правдоподобная версия связывает его с тюркским словом «калта» — «мешок, кисет, сумка». В переносном смысле так могли прозвать запасливого, бережливого человека или, напротив, того, кто носил при себе особый кошель. Менее распространённая гипотеза возводит прозвище к тюркскому «калтай» — «оставаться, остаток», что могло указывать на младшего ребёнка в семье или запоздалого наследника.

По аналогии с известными дворянскими фамилиями тюркского происхождения (Тургенев — от «турген» (быстрый), Аксаков — от «аксак» (хромой), Булгаков — от «булгак» (беспокойный)) фамилия Калтаев относится к тому же словообразовательному типу. Однако, в отличие от них, Калтаевы не получили широкой известности в дворянских родословных. Скорее всего, фамилия закрепилась в среде крестьян, казаков или посадских людей, особенно в регионах с сильным тюркским влиянием — в Поволжье, Приуралье или Сибири.

Встречаются варианты написания с одной «л» — Калтаев, и с двумя — Калтаев (хотя двойная «л» для этой фамилии редкость и может быть результатом поздней канцелярской ошибки). Географически фамилия распространена в Татарстане, Башкортостане, а также в Оренбургской и Челябинской областях, что подтверждает её связь с тюркской языковой средой.

Таким образом, Калтаев — это фамилия-прозвище, которая через суффикс -ев вписалась в русскую антропонимическую систему, сохранив память о бытовой или личностной характеристике своего первого носителя.