Фамилия Кашлюнова — женская форма от Кашлюнов, а та, в свою очередь, образована от прозвища Кашлюн. Это типичная для русского севера и некоторых областей Поволжья модель с суффиксом -ун, который указывает на носителя действия или признака. В основе лежит глагол «кашлять»: Кашлюном в народе называли человека, который часто и сильно кашлял, возможно, из-за хронической болезни. Прозвища по физическим особенностям — одна из самых древних и распространённых групп в русской ономастике, поэтому связь с кашлем — первое и самое очевидное объяснение.

Менее вероятно, но не исключено, что прозвище могло быть связано с диалектным словом «кашля» — в некоторых говорах так называли не только кашель, но и нечто жидкое, водянистое, или даже болотистую местность. Тогда Кашлюном могли назвать человека, жившего у топи или имевшего привычку «хлюпать» носом. Однако эта версия спорная: документальных подтверждений такого значения в прозвищах почти нет, а лингвисты обычно отдают предпочтение прямой связи с болезнью.

Географически фамилия Кашлюновы встречается в основном в центральных и северных регионах России — в Вологодской, Костромской, Кировской областях. Там же зафиксированы и однокоренные фамилии: Кашляев, Кашляков, Кашлин. Суффикс -ун в северных говорах был продуктивнее, чем в южных, что косвенно подтверждает северное происхождение фамилии. Сословная принадлежность предков могла быть разной: прозвище Кашлюн не указывает на знатность, поэтому носители фамилии, скорее всего, были крестьянами или посадскими людьми.

В написании фамилии стоит обратить внимание на букву «ш»: возможны варианты Кашлюнов или Кашлюннов, но исторически двойная «н» в суффиксе нехарактерна. Встречается и написание с «щ» — Кащлюнов, но это уже результат искажения при переписи или диалектного произношения, которое не меняет смысла основы.