Фамилия Крохоткин образована от прозвища Крохотка — так в старых русских говорах называли очень маленького, крошечного человека или ребёнка. Основа здесь та же, что в слове «кроха», «крохотный»: уменьшительно-ласкательный суффикс -к- усиливал значение малости. Суффикс -ин в фамилии указывает на принадлежность: Крохоткин буквально значит «сын Крохотки», то есть потомок человека с таким прозвищем.

В отличие от фамилий на -ов/-ев, которые чаще встречались у крестьян центральных губерний, патронимы на -ин в основном бытовали на севере и северо-востоке России — в Архангельской, Вологодской, Вятской губерниях. Там же, в северных диалектах, слово «крохотка» было особенно употребительно. Поэтому географически Крохоткины, скорее всего, родом из этих мест, хотя со временем фамилия разошлась шире.

Прозвище Крохотка могли дать не только за малый рост, но и за возраст: так иногда называли младшего ребёнка в семье, «последыша». В быту прозвище не несло обязательной насмешки — скорее, было констатацией внешности или положения. Устойчивость таких прозвищ в качестве фамилий подтверждается и однокоренными примерами: Крохин, Крошнин, Крохоткин — все от той же «крохи».

Словарь Б. Унбегауна «Русские фамилии» относит Крохоткина к типичным «некалендарным» фамилиям, возникшим из бытовых прозвищ. Варианты написания могли колебаться: в старых документах встречается и Крохоткин, и Крохоткинов, но форма на -ин закрепилась как основная. Фамилия редкая, не входит в первую сотню по частотности, что делает её хорошим маркером для генеалогического поиска — носители, скорее всего, восходят к одному или нескольким компактным родовым гнёздам.