Фамилия Кантеева образована от мужского имени или прозвища Кантей. Наиболее вероятная версия связывает её с тюркским составным именем Кантемир, которое в бытовой, просторечной речи могло сократиться до Кантей. Имя Кантемир складывается из двух основ: «хан» (правитель, владыка) и «темир» (железо). Такое имя давали с пожеланием, чтобы ребёнок вырос сильным, здоровым и занял высокое положение. Усечённая форма Кантей — естественный для живой речи вариант, от которого и пошла фамилия с типичным русским суффиксом принадлежности -ев (Кантеев → Кантеева).

Существует и другая, менее распространённая гипотеза. Она возводит фамилию к прозвищу Кандей, которое могло возникнуть от слова «кандея» — так в некоторых говорах называли деревянную чашку или ендову (широкий сосуд для питья). В этом случае предок Кантеевых мог быть мастером, делавшим такую посуду. Однако эта версия уступает первой по убедительности: слово «кандея» редкое и локальное, а имя Кантей (как сокращение от Кантемир) встречается в исторических документах чаще.

Фамилия Кантеева — женская форма, соответствующая мужской Кантеев. По модели образования она принадлежит к самому массовому типу русских фамилий: притяжательное прилагательное с суффиксом -ев, указывающее на родство с человеком по имени Кантей.