Фамилию Каянова чаще всего выводят от мужского имени или прозвища Каян. В русской ономастике это слово имеет несколько значений. В южных и центральных говорах «каян» — тот, кто кается, признаёт свою вину, иногда с оттенком «покорный», «смирившийся». В северных диалектах, особенно в архангельских и вологодских, каяном называли костяную или деревянную иглу для плетения сетей — промысловый термин рыбаков. Третья версия менее очевидная: Каян — это форма крестильного имени Кай (от латинского Gaius), но в русской среде это имя встречалось редко и почти всегда переосмыслялось местным говором.

Суффикс -ов- указывает на типичную модель русских фамилий: «чей?» — Каянов, то есть сын или потомок Каяна. Ударение в фамилии обычно падает на второй слог — Кая́нов, хотя в некоторых регионах (например, в Поволжье) можно услышать Ка́янов. Форма Каянова — женский вариант той же фамилии, образованный по стандартному правилу.

Географически фамилия привязана к Северу и Северо-Западу России. В переписях XVII–XVIII веков Каяновы встречаются в Вятской, Вологодской и Олонецкой губерниях. Это согласуется с диалектным значением «каян» как «рыбацкая игла»: предки носителей фамилии могли быть снетоловцами или сетевязами на Белом море или Онежском озере. В южных областях России фамилия редка и, скорее всего, имеет другое происхождение — от глагольного прозвища.

В татарской и башкирской среде фамилия Каянов может быть русифицированной формой тюркского имени Каян (от «каян» — «крепкий», «твёрдый»). В таком случае суффикс -ов добавили при переходе в русскую документацию. Это отдельная линия, не связанная с северорусскими корнями. Различить их можно только по семейным преданиям и региону проживания предков.