Фамилия Каноев — редкий случай, где на стыке тюркского суффикса и русского патронимического окончания родилась форма, которую непросто разобрать с ходу. Основа здесь — тюркское слово «кан» (кровь, а в переносном смысле — род, племя, единокровный родственник). В татарском, башкирском, казахском и других тюркских языках «кан» дало множество личных имён и прозвищ: Кан, Канай, Каныш. К основе «кан» добавили тюркский аффикс -ай (уменьшительно-ласкательный или образующий имя), получилось имя Канай. А от него по русской модели — суффикс принадлежности -ев — возникла фамилия Каноев.

Ударение в фамилии, судя по законам русской грамматики, падает на второй слог: Кано́ев. Хотя в устной речи нередко смещают на первый, под влиянием исходного имени. Географически фамилия тяготеет к Поволжью и Предуралью — в Татарстане, Башкортостане, Оренбургской области. Встречается и у кавказских народов, но там её происхождение может быть другим: от осетинского или ингушского «каной» (кузнец). В этом случае фамилия означала бы «сын кузнеца», и тогда она образована напрямую от названия профессии без промежуточного имени.

Словообразовательная модель Каноев нестандартна: тюркское имя на -ай при склонении даёт форму родительного падежа «Каная», а от неё русский суффикс -ев даёт «Канаев». Но в фамилии закрепился вариант с «о» — Каноев. Это могло произойти из-за диалектного произношения (аканье) или при записи фамилии в документах: писарь на слух передал звук [а] после мягкого «н» как «о». В любом случае, Каноев — яркий пример того, как межэтническое смешение языков создаёт формы, которые не вписываются ни в чисто русские, ни в чисто тюркские схемы.