Фамилия Каптёнок — редкий пример восточнославянской фамилии, образованной по белорусской или украинской модели с уменьшительно-ласкательным суффиксом -ёнок (или -онок). В русской традиции такой суффикс обычно указывает на «маленького» или «сына»: Каптёнок — буквально «маленький Каптя» или «сын Капти». Суффиксы -ук/-юк, -ёнок, -ик в белорусских и украинских фамилиях заменяли великорусское -ов/-ев, так что Каптёнок — аналог фамилии Каптев или Каптин.

Основа фамилии — прозвище Каптя. Его происхождение спорно, но наиболее вероятная версия связана с глаголом «капать». Каптёй могли прозвать человека медлительного, неторопливого, который «капает» (тянет время), либо, наоборот, неряшливого, неаккуратного — того, кто вечно проливает или «капает». В белорусских говорах есть слово «капцяж» — копоть, сажа, что тоже могло стать источником прозвища для человека с тёмным лицом или пачкающейся профессии (кузнец, печник, трубочист). Третья, менее правдоподобная версия — от диалектного «капт» (род кожаной обуви), но она не объясняет суффикс.

Географически фамилия тяготеет к западным регионам: Беларусь (особенно Минская и Гродненская области) и запад Украины. В России встречается редко, в основном среди потомков переселенцев с этих территорий. Сословно носители фамилии, скорее всего, были крестьянами или мещанами — дворянские роды с таким окончанием почти не встречаются.

В написании возможен вариант «Каптенок» (через «е»), но исходная форма с «ё» точнее передаёт произношение и словообразовательную модель. Фамилия не имеет отношения к «каптёру» (завхозу в армии) — это позднее заимствование из немецкого, не связанное с прозвищем.