Фамилия Кацендорн — редкий случай, когда немецкая основа сохранилась почти без изменений, но обросла русским окончанием. Это составная фамилия, которую принесли в Россию выходцы из немецкоязычных земель, вероятно, еврейского происхождения. Первая часть, «Кацен», восходит к немецкому Katze — «кошка». Вторая часть, «дорн», — к Dorn, то есть «шип, колючка». Буквально фамилия означает «кошачий шип» или «кошачья колючка». Скорее всего, это не прямое прозвище, а топонимическая фамилия: так могло называться место (хутор, усадьба или даже трактир) с вывеской в виде кошки и колючего куста, либо ироничное прозвище человека с цепким, колючим характером, которого сравнивали с кошкой.

Словообразовательная модель проста: к немецкой основе добавлен нулевой суффикс, а русский патронимический суффикс отсутствует — фамилия пришла уже готовой, как сложное слово. В русской среде её не переосмысливали, а просто адаптировали окончание под родительный падеж множественного числа или под мужскую форму. Встречаются варианты написания: Кацендорн, Кацендорнъ (до реформы орфографии), изредка Катцендорн — с удвоенной «т» по немецкой норме.

Географически фамилия тяготеет к западным губерниям Российской империи: Волынской, Подольской, Киевской, а также к черте оседлости, где селились немецкие колонисты и еврейские ремесленники. В советское время носители фамилии встречались в Одессе, Киеве, Москве. Фамилия не получила широкого распространения — по данным современных баз, в России её носят не более нескольких сотен человек.

С точки зрения социального контекста: Кацендорны — это, вероятно, потомки ремесленников, мелких торговцев или управляющих имениями. Никакого дворянского или купеческого «звучания» у фамилии нет, она бытовая и указывает на происхождение из среды, где немецкий язык был повседневным. В словарях русских фамилий (например, у Б. Унбегауна) она не упоминается — это маргинальная, локальная форма, интересная именно своей прозрачной этимологией и связью с немецкой ономастикой.