Фамилия Кацюко — редкий пример восточнославянской фамилии с украинским или белорусским корнем, но необычным окончанием. В русском языке фамилии на -о обычно указывают на украинское происхождение (Шевченко, Коваленко), но Кацюко стоит особняком. В ней нет привычного суффикса -енко или -ук, а основа явно восходит к личному имени или прозвищу.

Корень «Кац» или «Кацюк» — это, скорее всего, производное от имени Кац, которое в восточнославянской традиции могло быть уменьшительной формой от канонического имени Касьян (от латинского Cassius — «пустой», «праздный»). В народе Касьяна недолюбливали, связывали с високосным годом и неудачами, поэтому прозвище «Кац» могло закрепиться за человеком с невезучим или угрюмым характером. Однако есть и другая версия: в украинских и белорусских говорах «кац» или «каца» — это прозвище для человека с взъерошенными волосами или неряшливого вида (от «кацати» — трепать, лохматить). Третья, менее вероятная гипотеза, связывает фамилию с еврейским именем Кац (аббревиатура «коэн цедек» — праведный священник), но в славянской среде это имя обычно переоформлялось в фамилии на -ович или -ский, а не на -юко.

Суффикс -юк в украинском языке — типичный патронимический (указывает на сына): Петрюк, Иванюк. Форма Кацюко, вероятно, возникла как застывшая в звательном падеже или как вариант с дополнительным -о, что характерно для западных регионов Украины и юга Беларуси. В говорах Полесья и Волыни фамилии на -юко встречаются как диалектное явление: они могли фиксироваться в документах как Кацюк, а затем в устной речи приобретать окончание -о по аналогии с другими фамилиями.

Географически фамилия Кацюко встречается крайне редко, преимущественно в Черниговской, Житомирской и Гомельской областях. Носители, скорее всего, были крестьянами или мещанами, и фамилия закрепилась за одним родом без массового распространения. Сословной принадлежности не прослеживается — это типичная фамилия простолюдинов, образованная от прозвища отца.

В современном русском языке фамилия не склоняется, если принадлежит мужчине (Иван Кацюко), и склоняется у женщин (Анна Кацюко), хотя в украинской традиции она могла бы оставаться неизменной. При поиске корней стоит обратить внимание на метрические книги Волынской губернии и записи о казаках Черниговского полка — там могли фиксировать варианты Кацюк или Кацюка.