Фамилия Касьминов образована от имени, а точнее — от производной формы канонического крестильного имени Касьян. В русской народной традиции это имя приобрело множество обиходных вариантов: Касьян, Касьянов, Касьмин, Касьминов. Фамилия Касьминов — одна из таких «стянутых» форм, где суффикс -ин указывает на принадлежность: «чей?» — Касьминов, то есть сын или потомок Касьмина.

Само имя Касьян — русская адаптация латинского Cassianus, которое восходит к римскому родовому имени Cassius. В народном сознании образ святого Касьяна (преподобного Кассиана Римлянина) оброс противоречивыми поверьями: его день, 29 февраля по старому стилю, считался «несчастливым», а сам святой в восточнославянском фольклоре иногда выступал как строптивый и недобрый персонаж. Однако фамилия Касьминов никак не связана с этими суевериями — она лишь фиксирует, что основатель рода носил имя Касьян или его уменьшительную форму.

Словообразовательная модель здесь проста: основа Касьм- (от Касьма, народного варианта Касьяна) плюс патронимический суффикс -ин-. Такие фамилии типичны для северных и центральных регионов России, где -ин активно конкурировал с -ов/-ев. По данным современных справочников, фамилия Касьминов встречается нечасто, преимущественно в областях с исторически плотным крестьянским населением — например, в Вологодской, Костромской, Нижегородской губерниях. Это указывает на то, что предки носителей фамилии были, скорее всего, крестьянами или посадскими людьми, получившими фамилию по имени отца в XVII–XIX веках, когда патронимические фамилии окончательно закрепились в документах.

Стоит отличать Касьминовых от однокоренных Касьяновых и Касьминых. Если Касьянов — прямая форма от полного имени, то Касьминов — от более краткой, «домашней» версии. Встречается и вариант Касьминов с ударением на второй слог, но нормативным считается ударение на первый слог: Ка́сьминов. В написании путаницу иногда вносит буква «е» вместо «и» — Касьменов, но это уже результат диалектного произношения или ошибок писцов.