Фамилия Кильканская — редкий случай, когда географическая привязка почти наверняка перевешивает все прочие версии. Это типичная «географическая» фамилия, образованная по модели «название места + суффикс -ск- + окончание -ая». Такая форма характерна для дворянских фамилий (например, Вяземская, Трубецкая), но в данном случае, скорее всего, указывает на происхождение от названия небольшого поселения, а не на княжеский род. Владельцы таких фамилий часто получали её при переезде: крестьянин или мещанин, переселившийся из деревни Кильканка, в новом месте становился Кильканским.

Основа фамилии — топоним «Килькан». Сразу бросается в глаза нерусское звучание корня. Скорее всего, он восходит к финно-угорским языкам, распространённым на севере европейской части России и в Приуралье. В коми-пермяцком, удмуртском или марийском языках «киль» или «кыль» могло означать «язык» (как часть тела), «речь» или «клиньшек», «заострённый предмет». Суффикс -кан в тех же языках часто встречается в названиях рек и деревень (сравните с названиями вроде Кудымкар, Сыктывкар, где «кар» — город, а «кан» — уменьшительный или притяжательный формант). Таким образом, Килькан могло означать «речушка с клиньшком» или «язычковое место» (например, узкий мыс при слиянии рек). Встречаются деревни с похожими названиями в Пермском крае и Удмуртии.

Суффикс -ск- в фамилии указывает на то, что она оформилась в среде, где ценилась книжная, «благородная» форма. В XVIII-XIX веках такую модель охотно перенимало духовенство и разночинцы. Священник, служивший в селе Килькан, мог взять себе фамилию Кильканский при поступлении в семинарию. Именно эта среда — сельские священники и их дети — самый вероятный источник фамилии. Дворянский род с таким корнем маловероятен: слишком специфическая и «местная» основа.

Интересно, что фамилия почти не встречается за пределами бывших Вятской и Пермской губерний. Это говорит о том, что род был оседлым, не разбросанным по стране. В современных телефонных справочниках носителей фамилии можно пересчитать по пальцам, что делает её не просто редкой, а исчезающе редкой — и тем более ценной для тех, кто её носит. Вариант написания с двумя «н» (Кильканнская) — ошибка, так как в основе один корневой «н», а суффикс добавляет только один.