Фамилия Касымхан — довольно редкий случай в русском ономастиконе, потому что она образована не по типичной восточнославянской модели с суффиксом -ов/-ев, а представляет собой цельное имя-прозвище, перенесенное в фамилию без изменений. В русском языке такие фамилии обычно называют «застывшими формами»: они не склоняются по падежам, как, например, фамилии Черных, Долгих или Борзых, но происходят не от прилагательного, а от личного имени.

Основа фамилии — тюркское составное имя Касымхан. Оно состоит из двух частей: «Касым» (арабское «Касим», означающее «распределяющий», «разделяющий», один из эпитетов пророка Мухаммеда) и «хан» (тюркский титул верховного правителя, владыки). Таким образом, имя Касымхан можно перевести как «хан, который делит (справедливо)» или «правитель Касым». Встречается оно преимущественно у народов, исповедующих ислам и имеющих тюркские корни: у казахов, киргизов, татар, башкир, узбеков.

Как фамилия, Касымхан могла закрепиться двумя путями. Первый — это прямая передача отчества: сына человека по имени Касымхан в официальных документах могли записать просто как «Касымхан», опуская русский суффикс. Второй вариант — это прозвище по имени предка, которое стало родовым именем. В Российской империи при переписях и паспортизации нерусского населения чиновники часто фиксировали имя отца в исходной форме, без добавления -ов, особенно если имя было длинным или необычным для русского уха.

Географически фамилия Касымхан тяготеет к регионам с сильным тюркским и мусульманским влиянием: это южный Урал, Поволжье (особенно Татарстан и Башкортостан), Казахстан, а также диаспоры в Средней Азии. В русском контексте носители такой фамилии — это, как правило, потомки тех, кто сохранил родовое имя в исходном виде, не русифицировав его. В отличие от фамилий вроде Касымов или Касымханов, здесь нет суффикса, который бы указывал на принадлежность («чей сын?»), поэтому фамилия Касымхан — это прямое указание на имя родоначальника, без дополнительного грамматического оформления.