Фамилия Кокаян — редкий пример фамилии, образованной от армянского имени с помощью типичного восточнославянского суффикса. Основа — армянское имя Кок (Кокос) или прозвище, а суффикс -ян указывает на принадлежность к роду: буквально «из рода Кока». В армянском языке суффикс -ян/-янц выполняет ту же функцию, что русское -ов/-ев: отвечает на вопрос «чей?». Однако в фамилии Кокаян мы видим двойную модель: армянский патронимический суффикс -ян присоединён к уже русифицированной основе Кока — так имя или прозвище Кок сначала обросло русским окончанием (Кока), а затем получило армянский родовой показатель.

Значение корня неоднозначно. В армянском языке слово «кок» может означать «зелёный» или «синий» (в зависимости от диалекта), а также «капуста». Прозвище Кок могли дать человеку с зеленоватыми глазами, любителю капусты или, что вероятнее, выходцу из села с похожим названием. В тюркских языках, с которыми армяне исторически соседствовали, «кок» — «голубой, небесный», и это могло быть именем-оберегом. Есть и другая версия: в грузинском языке «кока» — «орех», и фамилия могла возникнуть в армянской общине Грузии.

Географически фамилия тяготеет к регионам, где армяне жили компактно в Российской империи: Кубань, Ставрополье, Ростовская область, а также к городам, куда армяне переселялись в XX веке — Москва, Краснодар. В самой Армении фамилия встречается, но реже: там более распространены её варианты — Кокоян, Кокян.

Особенность фамилии Кокаян в том, что она закрепилась в русском контексте с сохранением армянского суффикса, но без типичного для армянских фамилий окончания -янц. Это говорит о том, что фамилия оформилась уже в русскоязычной среде, вероятно, в XIX веке при записи в метрические книги. Предки носителей этой фамилии могли быть ремесленниками или торговцами, которые, переезжая в русские города, адаптировали свою родовую принадлежность к местной бюрократической норме.