Фамилия Катьяноа звучит на русский слух необычно и сразу выделяется из ряда типичных русских фамилий. Её основа и окончание указывают на иноязычное, скорее всего, румынское или молдавское происхождение. В молдавском и румынском языках распространены фамилии с окончанием на -а, -я, -у, и «Катьяноа» — характерный пример такой модели. Скорее всего, перед нами форма женского рода, образованная от мужской фамилии Катьян или Катьяну. В румынской ономастике суффикс -оая (-oaia) часто указывает на принадлежность жене или дочери (аналог русского -ова/-ева). Таким образом, Катьяноа могло означать «жена Катьяна» или «дочь Катьяна».

Основа фамилии восходит к личному имени Катьян. Это имя, в свою очередь, является народной формой христианского имени Кассиан (лат. Cassianus). В русской традиции имя Кассиан известно по святому Иоанну Кассиану Римлянину, а в народе оно трансформировалось в Касьян, Катьян. В Молдавии и на юго-западе Украины форма «Катьян» встречается как самостоятельное имя или прозвище. Таким образом, фамилия Катьяноа — это матримониальная или патронимическая фамилия, указывающая на связь с человеком по имени Катьян (Кассиан).

Географически фамилия тяготеет к территории исторической Бессарабии — современной Молдове и прилегающим районам Одесской и Черновицкой областей Украины. В России она встречается редко, преимущественно у потомков переселенцев из этих краёв. Написание через «а» на конце — «Катьяноа», а не «Катьяноя» — может быть результатом русификации или особенностью местного произношения, где конечный звук редуцируется.

С точки зрения социального контекста, носители такой фамилии в XIX веке были, скорее всего, крестьянами или мещанами из молдавских или украинских сёл. Фамилия не дворянская, не искусственная (семинарская), а бытовая, возникшая в народной среде. Редкость и необычность написания делают её хорошим маркером для генеалогического поиска: если вы носите фамилию Катьяноа, ваши корни почти наверняка ведут в молдавскую или украинскую часть бывшей Российской империи, а предок по мужской линии носил имя Касьян или Катьян.