Фамилия Цегей — редкая и звучит не по-русски. В ней нет ни типичного славянского суффикса -ов, -ин, -ский, ни окончания -ой. Это наводит на мысль, что перед нами либо украинская, либо польская, либо западнославянская фамилия, записанная в русском варианте без изменений.

Скорее всего, основа «Цег» восходит к польскому или украинскому слову «цегла» — кирпич. В таком случае прозвище Цегей мог получить человек, связанный с кирпичным производством: гончар, строитель или просто тот, кто жил у кирпичного завода. Суффикс -ей в украинских и польских фамилиях часто выполнял роль уменьшительности или указывал на принадлежность: «Цегей» — «кирпичный», «сын того, кто делает кирпичи». В польском языке есть фамилия Cegiełło (Цегелло), и Цегей может быть её упрощённой формой.

Вторая версия, менее вероятная, — связь с тюркским корнем «цег» (кайма, граница) или с казахским «шегей» (край, окраина). Но для русского ономастикона такое объяснение подходит хуже: фамилия Цегей встречается преимущественно на западе бывшей Российской империи — в Беларуси, на Волыни, в Подолье, где тюркское влияние слабее польского.

Встречается также вариант написания «Цегей» с ударением на второй слог — Цеге́й. Это характерно для украинских фамилий, где ударение часто падает на последний слог. В метрических книгах XIX века такую фамилию могли записать по-разному: Цегей, Цегейко, Цегельский. Все они — родственники по корню, но Цегей — самая краткая и, вероятно, исходная форма прозвища.

Сословно фамилия не была привилегированной. В основном её носили крестьяне и мещане западных губерний. Дворянских родов с фамилией Цегей в гербовниках не числится.