Фамилия Кетерлинг — редкий пример, когда русская по форме фамилия имеет почти наверняка немецкие корни. В русском языке нет исконных слов, от которых можно было бы образовать такую основу. Суффикс -инг, а также характерное сочетание «тер» указывают на происхождение из немецкоязычной среды. Скорее всего, перед нами фамилия, которую принесли в Россию переселенцы или специалисты, приглашённые в XVIII–XIX веках, и которую затем адаптировали к местным нормам склонения и произношения.

Основа фамилии восходит к немецкому слову Ketter — «цепь» или «оковы», или к топониму Ketter (название местности). Суффикс -ling в немецком языке образует существительные со значением принадлежности или происхождения: Kettenring означало бы «кольцо цепи», а Ketterling — скорее «тот, кто с цепи» или «житель места Кеттер». Встречается и вариант написания Ketterling, который подтверждает германскую природу фамилии.

В России фамилия Кетерлинг не получила широкого распространения. Она встречается в единичных записях, в основном среди потомков немецких колонистов, осевших в Поволжье или в Прибалтике. В дворянских родословных книгах она не значится — это фамилия скорее ремесленная или бюргерская. Владелец такой фамилии мог быть кузнецом (работа с цепями), слесарем или просто человеком, чьи предки жили в немецкой деревне с похожим названием.

Словообразовательная модель проста: немецкая основа Ketter + суффикс -ling, который в русском языке при склонении получил окончание -ов, -ев, -ин, но в самой фамилии остался без изменений. Именно суффикс -инг, а не русский -ов/-ев, делает эту фамилию маркером нерусского происхождения. Если бы фамилия была исконно русской, мы бы ожидали форму вроде Кетерев или Кетеров, но ничего подобного в русской ономастике нет.

В дореволюционных источниках фамилия могла писаться через одно «т» — Кетеринг, что ближе к немецкому произношению. Вариант с двумя «т» (Кеттерлинг) тоже встречается, но реже. Сейчас носители фамилии живут в основном в европейской части России и в странах бывшего СССР, но численность их крайне мала.