Фамилия Ахметалин — яркий пример того, как тюркское имя, пройдя через русскую словообразовательную модель, закрепилось в качестве фамилии. Её основа — сложное мужское имя Ахметали, которое в свою очередь образовано слиянием двух арабских корней: «Ахмет» (вариант имени Ахмад, «достойный похвалы», один из эпитетов пророка Мухаммеда) и «Али» («возвышенный», «великий»). Таким образом, имя Ахметали буквально означало «прославленный Али» или «достойный похвалы, как Али», соединяя два уважаемых в исламе имени.

Фамилию образовали по стандартной для русской ономастики модели: к основе на -а добавили притяжательный суффикс -ин. В русском языке суффикс -ин указывает на принадлежность: Ахметалин — «чей?» — «сын Ахметали», «потомок Ахметали». Это типичный способ русификации тюркских именований в XVI–XIX веках, когда крестьяне и мещане получали фамилии по имени отца. Аналогичные фамилии — Ахметов, Алиев, но форма Ахметалин встречается реже, что говорит о конкретном имени предка, а не о родовом прозвище.

Географически фамилия тяготеет к регионам с компактным проживанием татар и башкир — Татарстан, Башкортостан, Оренбургская и Челябинская области. В этих местах имя Ахметали было распространено среди мусульманского населения, а после введения обязательной паспортизации в СССР фамилия закрепилась в документах именно в таком написании. Встречаются варианты с одной «л» (Ахметалин) и с двумя (Ахметаллин), но первый исторически точнее, так как имя Али в составе сложного имени не удваивается.

С точки зрения социального происхождения носители фамилии Ахметалин — в основном потомки государственных крестьян, ясачных людей или служилых татар. Дворянского сословия эта фамилия не касалась: в родословные книги Российской империи она не попала, так как образована от простонародного имени, а не от княжеского или мурзинского титула. Сегодня фамилия остаётся редкой: по данным переписей, её носят не более нескольких тысяч человек, и большинство из них — в Поволжье и на Южном Урале.