Фамилия Каяли — редкий случай, когда географический и языковой следы ведут не в центральную Россию, а к тюркским корням. Сразу заметим: она не вписывается в стандартные модели русских фамилий на -ов, -ин или -ский. Основа «Каял» и окончание «-и» указывают на иноязычное происхождение, скорее всего, из тюркских языков.

Вероятнее всего, фамилия восходит к тюркскому слову «кая» (скала, утёс) или «кайа» (твёрдый, крепкий). Суффикс «-ли» в тюркских языках — аффикс принадлежности или обладания, примерно как русское «-истый» или «-атый». Таким образом, «Каяли» буквально означает «скалистый», «живущий у скал» или «крепкий как скала». Такие прозвища давали людям по месту жительства (в гористой местности) или по черте характера — несгибаемость, упрямство.

Менее распространённая, но возможная версия — связь с гидронимом. В «Слове о полку Игореве» упоминается река Каяла, место трагической битвы. Хотя прямая этимология этого названия спорна (некоторые лингвисты, например, О. Н. Трубачёв, связывали его с глаголом «каять» — корить, оплакивать), фамилия Каяли теоретически могла возникнуть у выходцев с берегов этой реки или у потомков участников похода. Однако эта гипотеза слабее: для фамилии, образованной от географического названия, скорее ждали бы форму «Каяльский» или «Каялов».

С точки зрения словообразования, фамилия не прошла через русский суффиксальный аппарат — окончание «-и» сохранило тюркскую модель. Это типично для фамилий крымскотатарского, караимского или ногайского происхождения. В русских документах такие фамилии не склоняются по падежам (как и другие фамилии на -и, -о, -у). Встретить Каяли можно прежде всего в Крыму, Краснодарском крае, а также среди потомков крымских татар в Турции и Румынии.

Социальный состав предков, скорее всего, был пёстрым: от горных пастухов и ремесленников до мелких служилых людей. Фамилия не даёт прямой подсказки о дворянском или крестьянском статусе — в тюркской среде её носили разные сословия. Известных носителей с громкой исторической биографией нет, что делает фамилию «тихой», но не менее древней по корням.