Фамилия Кайма — редкий случай, когда прозвище перешло в наследственное имя почти без изменений, без типичных русских суффиксов -ов, -ин или -ский. В основе лежит слово «кайма» — кромка, оторочка, полоса по краю ткани или одежды. Такое прозвище могли дать портному или скорняку, который специализировался на отделке и обшивке краев, либо человеку, носившему одежду с яркой, заметной каймой. В говорах у слова были и переносные значения: «кайма» иногда означала границу, рубеж, так что прозвище могло закрепиться за жителем окраины села или переселенцем, жившим «на краю».

Слово «кайма» — тюркское заимствование (ср. турецкое kayma — «оторочка, кант»), которое прочно вошло в русский язык еще в допетровскую эпоху. Фамилия встречается в основном на юге России, в казачьих областях и на Украине, где влияние тюркских языков на бытовую лексику было особенно сильным. Встречаются варианты написания: Кайма, Кайман, Кайманов — последние уже оформлены по русской модели с суффиксом принадлежности.

С точки зрения словообразования фамилия Кайма — это «застывшее» прозвище в именительном падеже. Такая модель нетипична для великорусских фамилий, где преобладают притяжательные прилагательные, но характерна для украинской и белорусской традиции (ср. Сорока, Голова). Поэтому не исключено, что первые носители фамилии были выходцами с территории нынешней Украины или южнорусских степей.

В ономастических справочниках фамилия специально не разбирается, но ее логично сопоставлять с однокоренными прозвищными фамилиями вроде Оторвин, Подшивалов — все они указывают на конкретное ремесло, связанное с обработкой ткани. Версия о происхождении от личного имени Кай (как сокращение от Кайсын или Кайрат) маловероятна: в русской среде такие имена не были распространены, а тюркское «кайма» как нарицательное слово объясняет прозвище проще и естественнее.