Potrebbe derivare dal praenomen latino Gaius, ma non si può escludere un'origine provenzale con i soprannomi originati da una particolare gaiezza del capostipite.
Il cognome Gai ha un grosso ceppo piemontese, a Torino soprattutto, uno toscano, in particolare a Pistoia, ed uno laziale. Gaj, molto raro, è specifico di Torino ed Asti. Gaiani è presente soprattutto in Emilia Romagna e Lombardia.
Il cognome Gaia è 634° nella regione Valle d'Aosta Il cognome Gaia è 222° nella provincia di Biella Il cognome Gaia è 5° nel comune di RONCO BIELLESE (BI)