Фамилия Космос — редчайший случай в русском ономастиконе. В отличие от подавляющего большинства русских фамилий, она не образована от крестильного имени, прозвища или профессии предка. Её основа — греческое слово «κόσμος» (kosmos), которое в древности означало «порядок», «устройство», «мир», а позднее — «Вселенная». Однако напрямую выводить фамилию из античной философии было бы ошибкой: в бытовой русской среде XVIII–XIX веков слово «космос» почти не употреблялось. Гораздо вероятнее, что перед нами искусственная фамилия, появившаяся в среде духовенства.

В семинарской практике было принято давать будущим священникам «говорящие» фамилии по церковным праздникам, богословским понятиям или в честь святых. Фамилия Космос могла возникнуть как сокращение или переосмысление имени святого Космы (Кузьмы) — например, от формы «Космос» в родительном падеже («сын Космы»). Но есть и другая версия: её могли дать воспитаннику духовной семинарии как символ «мироустройства» или как кальку с греческого — намёк на образованность и книжность носителя. Такие фамилии, как Мир, Ангел, Философ, встречаются в духовном сословии, и Космос вписывается в этот ряд.

Суффикса в привычном смысле у фамилии нет — она представляет собой чистую основу без патронимического окончания (-ов, -ин, -ский). Это нетипично для русской фамильной модели, но встречается в поздних искусственных образованиях, особенно у выходцев из духовенства и у обрусевших греков. Встречается фамилия крайне редко, в основном в центральных областях России и в среде потомков священнослужителей. Известных носителей с этой фамилией в истории почти нет — что лишь подтверждает её книжное, а не народное происхождение.