Фамилия Кавелькина — женская форма фамилии Кавелькин, а та, в свою очередь, образована от прозвища или имени Кавелька. В основе лежит редкий суффикс -к-ин, который в русской ономастике обычно указывает на принадлежность: «чей?» — «Кавелькин сын», то есть сын Кавельки. Но в отличие от массовых фамилий на -ов/-ев, эта модель встречается реже и часто бытовала в северных и центральных регионах России, где притяжательные формы на -ин были особенно распространены.

Самая вероятная версия происхождения основы — от слова «кавель». В русских говорах так называли колышек, деревянный гвоздь, а также задвижку или засов. Прозвище Кавелька мог получить плотник, мастер по изготовлению деревянных деталей, или же человек, которого сравнивали с колышком — например, за упрямство или сухощавость. Менее распространённое значение «кавель» — это строптивая лошадь, что тоже могло стать источником прозвища.

Вторую, менее правдоподобную версию связывают с диалектным глаголом «кавелить» — копаться, медлить. Если так, то Кавелькой называли нерасторопного, вялого человека. Однако у этой гипотезы меньше лексической поддержки: глагол редок и не зафиксирован в устойчивых прозвищных моделях.

С точки зрения географии, фамилия Кавелькина встречается эпизодически, преимущественно в Поволжье и на Урале. Это говорит о том, что род мог сформироваться в среде крестьян или посадских людей, где прозвища часто давали по ремеслу или бытовой черте. Сословной элиты среди носителей, скорее всего, не было — фамилия не имеет дворянских суффиксов (-ский/-цкий) и не возводится к знатному роду.

Интересная деталь: в некоторых переписях XIX века встречается написание «Кавелькина» через «о» — «Ковелькина». Это не ошибка, а следствие акающего произношения, характерного для среднерусских говоров. Такие варианты помогают локализовать возможную родину предков.