Фамилия Кастальский — редкий пример фамилии, возведённой не к профессии или бытовому прозвищу, а к античному мифу и географии священного места. В основе лежит латинское слово Castalia — «Касталия», то есть Кастальский ключ. Так назывался источник на горе Парнас, у Дельф, посвящённый Аполлону и музам. По мифу, нимфа Касталия бросилась в этот источник, спасаясь от преследований Аполлона, и вода получила её имя.

Водой Кастальского ключа омывались паломники перед входом в Дельфийский храм, а Пифия пила из него перед прорицаниями. В европейской и русской культуре XIX века «Кастальский ключ» стал метафорой поэтического вдохновения. Фамилию так или иначе могли дать в духовной или академической среде — например, семинаристам, воспитанникам духовных училищ, где было принято образовывать фамилии от возвышенных, книжных имён. Суффикс -ск- указывает на типичную модель семинарских и дворянских фамилий: от географического названия или символического понятия.

Встречается фамилия Кастальский в основном в среде русского духовенства и интеллигенции. Известен, например, Александр Кастальский — композитор и регент, один из основоположников нового направления в русской церковной музыке. Это косвенно подтверждает версию о происхождении фамилии из церковно-училищной среды, где античная образность соседствовала с христианской традицией.