Фамилия Лукаян — редкий пример, когда греческое церковное имя не обрастает привычными русскими суффиксами, а приходит в почти неизменной форме. В её основе лежит каноническое имя Лука (от латинского lux — «свет»), а точнее его армянская или греческая огласовка. В русской традиции от этого имени пошли Лукин, Лукичёв, Лукашов. Лукаян же стоит особняком.

Здесь работает суффикс -ян, который в русском языке нетипичен, зато в армянской ономастике — главный патронимический показатель, означающий «принадлежность к роду» (буквально «из рода Луки»). Поэтому самая прямая версия: фамилия армянского происхождения, где Лукаян — это «потомок Луки». Носители такой фамилии в Российской империи — это, скорее всего, армяне, переселившиеся из Крыма или Закавказья.

Но есть и второй путь. В южнославянских языках, особенно у сербов и болгар, имя Лука звучит как «Лука» с ударением на последний слог. В некоторых говорах фамилию могли записать на слух — как Лукаян, а не Лукич или Луков. Это редкая, но возможная южнославянская версия, которую стоит учитывать, если носитель фамилии родом с Балкан.

Географически фамилия Лукаян в дореволюционных метриках встречается в основном в южных губерниях — Таврической, Екатеринославской, а также в Тифлисской. В советское время она рассеялась, но осталась малочисленной. По сравнению с массовыми «луковыми» фамилиями, Лукаян — штучный экземпляр, который не стёрся до типовых окончаний и сохранил исходную форму имени почти без изменений.