Фамилия Ахтемов образована от имени Ахтем. Это не самостоятельное древнее имя, а диалектный вариант, характерный в первую очередь для чувашской языковой среды. Основой послужило мужское имя Ахтям, которое имеет арабские корни. В арабском языке у него два почти противоположных значения: «щедрейший из щедрых» (от корня, связанного с щедростью) и, по другой версии, «беззубый» (что могло быть охранительным именем, чтобы отвести сглаз).

Есть и третья версия, менее распространённая: имя Ахтем могло возникнуть как искажённая форма арабского имени Адхам, которое переводится как «чёрный» или «тёмный». В таком случае прозвище могло указывать на смуглый цвет кожи или тёмные волосы.

Наконец, сближение с русским именем Артём (от греческого «здоровый, невредимый») — скорее народная этимология, чем научный факт. Фонетически Ахтем и Артём действительно похожи, особенно в устной речи, но арабское происхождение имени Ахтям подтверждается тюркской ономастикой и словарями мусульманских имён.

Суффикс -ов указывает на типичную русскую модель образования фамилий: «чей?» — потомок Ахтема. Поэтому Ахтемовы — это, скорее всего, потомки человека по имени Ахтем, жившего в среде, где смешивались тюркские (чувашские, татарские) и русские традиции. Фамилия редкая, встречается в Поволжье и среди тюркоязычных групп, принявших православие или сохранивших ислам.