Фамилия Катаум — редкий случай, когда написание почти полностью совпадает с произношением, но при этом ставит в тупик любого, кто пытается разобрать её по составу. В русских фамилиях привычны суффиксы -ов, -ин, -ский, но здесь их нет: окончание -ум выглядит чужеродно. И это главная зацепка.

Скорее всего, перед нами не исконно русская, а искусственная фамилия, созданная в семинарской среде. В XVIII–XIX веках будущие священники, поступая в духовные училища, нередко получали новые фамилии при зачислении. Их придумывали из греческих или латинских слов, чтобы звучало благозвучно и «учёно». Греческое слово κατά (ката́) означает «вниз», «против», «по», а ὕω (хюо́) — «лить», «проливать». Вместе они могут давать значение «ниспосылающий дождь» или «льющий сверху». В античной мифологии есть эпитет Зевса Катаибат — «нисходящий», «сходящий вниз». Вероятно, Катаум — это переосмысленная или сокращённая форма от подобного греческого словосочетания, которую дали ученику, чтобы выделить его среди однофамильцев.

Менее вероятна, но возможна версия тюркского происхождения. В татарском, башкирском или казахском языках корень «кат» означает «слой», «ряд», а «аум» или «ауым» — «поворот», «изгиб». Однако для тюркских языков такое окончание нехарактерно, и фамилия в этом случае должна была бы звучать иначе, например, Катаулов или Катаулин. Поэтому семинарская гипотеза остаётся основной.

Географически фамилия Катаум встречается точечно, преимущественно в центральной России и Поволжье — регионах, где было много духовных училищ. Носители этой фамилии в прошлом, скорее всего, происходили из семей священнослужителей или получили фамилию при поступлении в семинарию. Встретить Катаума среди крестьян или купцов маловероятно: простые сословия редко носили фамилии с таким нехарактерным для русского языка окончанием.

Поскольку фамилия не прошла через стандартную модель с суффиксом притяжательности, она не склоняется по правилам русских фамилий на -ов/-ев. Катаум — это неделимая основа, и в документах она остаётся неизменной как в мужском, так и в женском роде: Иван Катаум, Анна Катаум.