Фамилия Кельн — прозвищная, и её происхождение напрямую связано с одним из древнейших городов Европы. Первый носитель такой фамилии, скорее всего, был выходцем из немецкого Кёльна (в русской традиции название города долгое время писали и произносили именно как Кельн). Такие «географические» фамилии давали переселенцам, чтобы отличить их от местных жителей: если человек переезжал, его называли по месту, откуда он пришёл.

Кёльн — город с двухтысячелетней историей. Основали его римляне, а матерью-основательницей считается императрица Агриппина, дочь полководца Германика. Она уговорила мужа, императора Клавдия, дать небольшому поселению статус колонии. Так на свет появилась Colonia Claudia Ara Agrippinensium — длинное латинское имя, которое в средневековье сократилось сначала до Colonia, а в народном произношении — до Köln (Кёльн). Русская форма «Кельн» закрепилась в языке, когда город был известен в первую очередь как торговый и ремесленный центр Священной Римской империи.

С точки зрения словообразования фамилия Кельн — чистая, без суффикса. Это не «Кельнов» и не «Кельнский», а прямая трансонимизация: прозвище перешло в фамилию в исходной форме. Такая модель встречается реже, чем фамилии на -ов/-ев, и часто указывает на более позднее оформление или на то, что предок был не крестьянином (которого бы записали как «Кельнов сын»), а, например, ремесленником, купцом или иностранным специалистом, приехавшим в Россию. В русских документах фамилия Кельн встречается с XVIII века, особенно среди обрусевших немцев и жителей западных губерний, где был силён немецкий торговый след.

Среди уроженцев Кёльна — люди, известные каждому: философ Карл Маркс, инженер Август Отто, создатель четырёхтактного двигателя, лауреат Нобелевской премии по литературе Генрих Бёлль и средневековый богослов Фома Аквинский. Однако к фамилии Кельн эти знаменитости прямого отношения не имеют — они лишь подтверждают, насколько известным был сам город, имя которого легло в основу фамилии.