Фамилия Цытрина — женская форма, образованная от мужской Цытрин. В основе лежит слово «цитрин» — устаревшее название полудрагоценного камня, разновидности кварца жёлтого цвета. Скорее всего, прозвище Цытра или Цытрин получил человек, имевший отношение к торговле или обработке драгоценных и поделочных камней: ювелир, огранщик или купец, торговавший самоцветами.

Модель образования проста: суффикс -ин указывает на принадлежность. Цытрин — это «сын или потомок Цытрина» (или Цытры). Такие фамилии на -ин в русской традиции типичны для прозвищ, оканчивающихся на -а/-я, но здесь основа усечена, и исходное прозвище могло звучать как Цытра — от того же «цитрин» через упрощение.

Есть и другая, менее вероятная версия: связь с еврейской фамилией Цитрин, которая восходит к названию местечка Цитрин (возможно, в Литве или Беларуси). Однако для формы Цытрина (с твёрдым Ы) такое происхождение менее характерно — в славянской среде Ы часто появлялось при адаптации иноязычных слов, но в случае с камнем «цитрин» написание через Ы встречалось в русских документах XIX века.

Фамилия редкая и в основном встречается в городской среде, где были развиты ремёсла. Носители Цытриной могли быть мещанами или купцами — крестьянская среда редко давала прозвища, связанные с ювелирным делом. В советское время фамилия не утратила связи с профессией: среди Цытриных встречались специалисты по минералогии и геммологии.