Фамилия Катан чаще всего объясняется через еврейское слово «катан» — «маленький». Такое прозвище могли дать невысокому человеку, младшему сыну или, в некоторых случаях, ученику в религиозной общине. Это прозрачная и лингвистически надёжная версия, подкреплённая тем, что в идише и иврите корень «к-т-н» последовательно передаёт значение малости.

Менее правдоподобная гипотеза выводит фамилию из украинского «катаний». В таком случае прозвище Катан относилось бы к «профессиональным» именованиям — человека, занятого катанием, вальцеванием или обработкой чего-либо. Но беда в том, что катание применялось в десятках ремёсел: от валяния войлока до раскатки теста и ковки металла. Поэтому достоверно сказать, чем именно занимался основатель рода, не получится — слишком широкий круг занятий.

Словообразовательно фамилия Катан стоит особняком. В ней нет типичных восточнославянских суффиксов (-ов, -ин, -ский), которые указывали бы на принадлежность к роду или местности. Это так называемая «чистая» основа, без оформления — характерный признак фамилий, пришедших из еврейской традиции, где прозвище часто становилось наследственным без дополнительных патронимических приращений. Сравните: Каган, Кац, Каплан — все они тоже закрепились в русском языке без суффиксов.

Географически фамилия встречается в основном среди еврейских общин Восточной Европы, особенно на территории бывшей черты оседлости — в Украине, Белоруссии, Польше. В русских документах XIX века она могла записываться как Катанъ, а в метрических книгах — с вариантами Каттан, Коттан, что отражает колебания в передаче ашкеназского произношения.

Из однокоренных фамилий стоит упомянуть Катанович (с белорусским или польским суффиксом -ович) и Катанский (с типичным окончанием прилагательного). Первая явно указывает на «сына Катана», вторая могла возникнуть при переходе в дворянское или духовное сословие. Но сама форма Катан — самая старая и прямая: она сохранила изначальное прозвище почти без изменений.