Фамилия Кавендрова — женская форма от Кавендров, и её разбор стоит начать с суффикса. Модель на -ов/-ев указывает на притяжательное происхождение: такую фамилию давали по отцу или главе семьи, чьё прозвище или нецерковное имя звучало как Кавендр. Сама основа Кавендр- в русском языке не встречается ни как нарицательное слово, ни как имя в святцах, что сразу выдаёт её иноязычное или диалектное происхождение.

Наиболее правдоподобная версия связывает фамилию с тюркскими корнями. В ряде тюркских языков есть основа «кавен» или «кавун» — дыня. Слово «кавун» хорошо знакомо русским говорам юга России, Украины и Поволжья, где в диалектах оно могло перейти в «кавундр» или «кавендр» через добавление суффикса -др, характерного для прозвищ в некоторых региональных говорах. Таким образом, Кавендр — это прозвище человека, который торговал дынями, выращивал их или просто получил такое прозвище за любовь к этой бахчевой культуре. В ономастических работах, например у Б. Унбегауна, подобные «растительные» прозвища — частый источник фамилий, хотя Кавендрова не упоминается в его основном списке, что говорит о её редкости.

Менее вероятна, но возможна версия о происхождении от личного имени Кавендр, которое могло быть вариантом крестильного имени, например, от греческого «Каллиник» (добрая победа) или «Каллистрат» (красивый воин), через народное переосмысление и сокращение. Однако тюркская гипотеза выглядит убедительнее из-за прозрачной семантики и географической привязки: фамилия Кавендрова почти не встречается в северных областях, зато фиксируется в документах по Саратовской, Астраханской губерниям и казачьим областям Дона, где тюркские заимствования в речи были обычным делом.

Социальный контекст фамилии — скорее крестьянский или мещанский, без следов дворянского происхождения. Кавендровы не фигурируют в родословных книгах, и фамилия не получила широкого распространения: её носителей по всей России — единицы, что делает её редкой даже по меркам фамилий на -ов. В современном написании с буквой «е» после «в» (Кавендрова, а не Кавундрова) закрепился вариант, адаптированный под русскую орфографию.