Фамилия Кистаев образована от прозвища Кистай, и здесь есть как минимум два возможных объяснения его происхождения.

Первый вариант отсылает к диалектному глаголу «кистать» — то есть пачкать, марать, грязнить. В этом случае прозвище Кистай могло закрепиться за небрежным или неаккуратным человеком, причём с явным ироническим оттенком: так дразнили того, кто постоянно ходил испачканным или неряшливо выглядел. Модель образования типична для русских прозвищ: основа глагола плюс суффикс -ай (ср. Ломай, Бросай, Кидай).

Второй вариант — мордовские корни. В мокшанском языке есть слово «киста», что значит «дорога». Прозвище Кистай могли дать человеку, который жил у дороги или постоянно находился в пути. Такие именования по месту жительства или роду занятий встречаются в финно-угорской ономастике, и для фамилий мордовского происхождения суффикс -ай тоже характерен. Обе версии имеют право на существование, и выбор между ними зависит от того, в какой среде прозвище возникло: в русской диалектной или в мокшанской.

Фамилия строится по стандартной русской модели: к основе Кистай добавляется патронимический суффикс -ев, указывающий на принадлежность («чей?» — Кистаев). Таким образом, первоначально это было отчество: сын Кистая. Со временем фамилия закрепилась и перестала зависеть от прямого родства с конкретным носителем прозвища.