Фамилия Кастальскя — редкий случай, когда географическое название и литературная аллюзия сплелись воедино. Строго говоря, это не самостоятельная фамилия, а вариант написания фамилии Кастальский, возникший из-за особенностей русского произношения или ошибки в документе. Окончание -скя вместо -ский указывает на то, что запись сделали на слух: в безударной позиции «ий» звучит как «я», и малограмотный писарь зафиксировал это на письме. Такие искажения часто встречаются в метрических книгах XIX века, особенно в сельской местности.

Основа фамилии восходит к топониму Касталь — это могло быть название небольшого села или урочища. Наиболее вероятная связь — с рекой Касталь (Кастальский ручей) в Крыму, известной с античных времен. В древнегреческой мифологии Кастальский ключ на горе Парнас считался источником вдохотворения поэтов и музыкантов. Поэтому фамилия Кастальский (и её производное Кастальскя) могла быть искусственной, семинарской: её давали в духовных училищах способным ученикам, как бы посвящая их в хранителей муз.

Однако есть и более приземлённая версия. В центральной России, особенно в Тульской и Рязанской губерниях, встречались деревни с названием Кастали (например, Кастали в Скопинском районе). В этом случае фамилия образовалась по стандартной модели: житель села Кастали становился Кастальским. Суффикс -ск- в таких фамилиях указывал на принадлежность к местности, а не на прямое родство, как в фамилиях на -ов/-ев.

Словообразовательная модель проста: корень Касталь- плюс суффикс -ск- (показатель прилагательного) и окончание -я (вместо -ий). Встречается фамилия в основном в южных и центральных регионах России, а также в среде потомков духовенства. Носителей с написанием «Кастальскя» крайне мало — это почти всегда результат опечатки или диалектного произношения, закреплённого в паспорте.