Фамилия Кательсон — редкий для России случай фамилии, образованной по западной, скорее всего, еврейской модели, несмотря на славянское звучание основы. В ней сочетаются два элемента: корень «катель» и суффикс «-сон», который в буквальном переводе с идиша и немецкого означает «сын». Таким образом, Кательсон — это «сын Кателя» или «сын того, кто (или что) зовётся Катель».

Сам корень «катель» — это, скорее всего, вариант имени или прозвища. В еврейской ономастике известны фамилии, образованные от уменьшительных форм библейских имён. Самое вероятное объяснение: Катель — это вариант имени Кац (Katz), которое в ашкеназской традиции является аббревиатурой словосочетания «Коэн Цедек» (праведный священник). Фамилии на «-зон» или «-сон» от сокращённых имён (например, Бергсон, Гиршсон) широко распространены. В этом случае Кательсон — «сын коэна».

Вторая версия, менее распространённая, связывает основу с немецким словом «Kater» (кот) или диалектным «Katel» (котелок, чайник). Но для фамилии, особенно в еврейской среде, прозвище «Кот» или «Котелок» звучит неправдоподобно — такие прозвища чаще давали в славянской среде, где фамилию оформили бы как «Котов» или «Кательников». Поэтому версия с именем-аббревиатурой выглядит убедительнее.

Географически фамилия Кательсон тяготеет к западным губерниям Российской империи и Царству Польскому, а также к черте оседлости. Встречается она и в современной Украине, Беларуси, Литве. Сословно носители фамилии — почти исключительно мещане и купцы, так как среди крестьян и дворян такие модели фамилий не приживались.

Таким образом, фамилия Кательсон — яркий пример того, как еврейская диаспора, используя немецкую модель фамилии, сохранила память о происхождении от священнического рода коэнов. Это не славянская и не немецкая фамилия, а ашкеназская, переосмысленная на русской почве.