Фамилия Каоловы — редкий случай, когда прозвище, скорее всего, образовано не от профессии или внешности, а от бытового действия или звука. Основа «каол» в русских говорах могла означать нечто вроде «кашель», «хрип» или «крик». В диалектах северных и сибирских областей слово «каолить» фиксировалось в значении «сильно кашлять», «надсадно кричать». Соответственно, Каолом могли прозвать человека с хриплым голосом, либо того, кто постоянно шумел или работал с надрывом.

Суффикс -ов указывает на стандартную модель русской фамилии: сначала прозвище Каол, затем «Каолов сын», а позже — закреплённая фамилия Каолов. Форма множественного числа «Каоловы» в названии рода подчёркивает, что речь идёт о целой семье или династии. В отличие от фамилий с суффиксом -ин (от основ на -а/-я), здесь основа твёрдая, мужского рода, что типично для прозвищ, заканчивающихся на согласный.

Географически фамилия Каоловы встречается крайне редко. Основные следы ведут в Поволжье и на Урал. В метрических книгах XIX века единичные Каоловы записаны среди государственных крестьян Казанской и Вятской губерний. Второй возможный, но менее вероятный корень — от тюркского «каол» (соглашение, договор). В таком случае фамилия могла принадлежать переводчику или писарю, но эта версия слабее, так как подобные прозвища обычно давали не по отвлечённым понятиям, а по конкретным приметам.

Отсутствие дворянских ветвей и массового распространения говорит о том, что Каоловы — типичная крестьянская фамилия, возникшая в глубинке. Её носители, скорее всего, были простыми людьми, которых в деревне знали по характерной черте — голосу или манере говорить. Сегодня фамилия остаётся очень редкой, что делает её своеобразным маркером определённого говора и быта русского Севера и Приуралья.