Фамилия Цараинов — редкая и морфологически прозрачная, но её основа неочевидна. На первый взгляд она тяготеет к модели «Цараин + -ов»: суффикс -ов указывает на принадлежность или происхождение (чей сын? — Цараинов). Но что такое «Цараин»? В русской ономастике слова с корнем «цара-» почти не встречаются, зато есть диалектное «царай» — так в некоторых говорах называли бродягу, нищего или человека, который «царается» (скандалит, царапается). Вероятно, исходное прозвище Царай дали человеку с неуживчивым или цепким характером. От него через форму Цараин (с суффиксом -ин, означающим «сын Царая» или просто вариант того же прозвища) и возникла фамилия.

Другая, менее вероятная версия связывает фамилию с тюркскими корнями. В языках Поволжья и Средней Азии есть слово «цара» (с вариантами «сара», «зара») — «жёлтый» или «золотой». Но в таком случае фамилия звучала бы как Царов или Зараинов, а форма Цараинов предполагает промежуточное прозвище на -ин, что для тюркских заимствований нетипично. Поэтому версия с русским диалектным «царай» выглядит убедительнее.

Фамилия не встречается в массовых списках дворянских родов и не привязана к известным историческим усадьбам. Судя по редкости, её носители — выходцы из крестьянской или мещанской среды, скорее всего, из центральных или южных губерний России, где диалектная лексика сохранялась дольше. Похожие по модели фамилии — Цараев, Царапов, Царанов — тоже единичны, что подтверждает локальный характер прозвища.

В написании фамилии возможна путаница: иногда её записывают как Цараинов с одним «и» или как Цараинов с ударением на второй слог. Но исторически правильная форма — с суффиксом -ов, так как фамилии на -ин обычно образуются от основ на -а/-я (Иван — Иванов, а не Иванинов), а здесь основа уже содержит -ин. То есть Цараинов — это «сын Цараина», а не «сын Царая». Такая двойная суффиксация встречается у фамилий, которые закрепились в документах через форму отчества от прозвища, уже имевшего суффикс -ин.