Фамилия Кацаев — яркий пример того, как по одному суффиксу можно определить географию происхождения. Окончание -ев (вместо более привычного в русском языке -ов) указывает на то, что фамилия сформировалась на территории, где бытовали тюркские языки. Чаще всего такие фамилии встречаются у татар, башкир, народов Кавказа, а также у русских, долгое время живших в тесном контакте с тюрками. Суффикс -ев присоединялся к основам, оканчивающимся на мягкий согласный или на «й», что и произошло в данном случае: основа «Кацай» дала «Кацаев».

Основа фамилии — Кацай — скорее всего, восходит к тюркскому личному имени или прозвищу. Самая правдоподобная версия связывает его с тюркским словом «каца» или «кач» — «убегай», «спасайся бегством». В кочевой среде такое имя могли дать ребенку, родившемуся в трудное время, или же оно закреплялось за взрослым как прозвище: человек быстрый, увертливый, которого трудно догнать. Есть и другая гипотеза: «кацай» могло быть вариантом арабского имени Касим (разделяющий, распределяющий), которое в тюркской среде часто искажалось до «Кацай» или «Куцай». Однако версия с «беглецом» или «быстрым» более характерна для народной прозвищной традиции.

Таким образом, предок носителей фамилии Кацаев мог получить своё прозвище за скорость, ловкость или за особые обстоятельства рождения. Встречается фамилия в Татарстане, Башкортостане и среди кавказских народов, особенно у кумыков и ногайцев. У русских Кацаевы — редкая фамилия, чаще всего указывающая на тюркские корни в родословной.