Фамилия Катжанова — женская форма мужской фамилии Катжанов, и её происхождение почти наверняка ведёт в тюркскую языковую среду. Основа «Катжан» разбивается на два компонента: «кат» и «жан». В тюркских языках «жан» (джан, ян) — душа, жизнь, часто выступает как ласкательная частица в именах (например, Алмазжан, Гульжан). Первая часть «кат» может восходить к древнетюркскому «кат» — слой, ряд, или к глаголу со значением «прибавлять», «увеличивать». В именах этот корень встречается реже, чем «жан», что делает фамилию не самой типичной.

Более вероятно, что Катжан — это сложное имя-пожелание, вроде «пусть жизнь прибавляется» или «многослойная душа» (в смысле богатый внутренний мир). Однако не исключена и версия, что «Кат» — это искажённое арабское «Кади» (судья) или «Касим» (распределяющий), адаптированное в тюркской среде. Тогда «Катжан» — форма, где корень сократился и слился с аффиксом. Такие сокращения типичны для казахской и киргизской антропонимии, где имена часто «стягиваются» до 2–3 слогов.

Суффикс «-ова» указывает на русскую грамматическую обработку фамилии: так оформляли фамилии тюркского происхождения при включении в российскую документную систему. Носители фамилии Катжанова, скорее всего, происходят из казахских или киргизских родов, но возможна и связь с каракалпаками или ногайцами. Встречается фамилия преимущественно в Казахстане и приграничных регионах России (Оренбургская, Астраханская области). Редкая — в центральной России.

Интересная деталь: ударение в фамилии обычно падает на второй слог — Катжáнова, что типично для тюркских основ с долгим гласным в середине. Если бы фамилия была исконно русской, ударение чаще падало бы на «а» в суффиксе. Эта фонетическая особенность — ещё один ключ к её происхождению.