Фамилия Альмуханова образована по самой распространённой в русском языке модели — с суффиксом -ов/-ев. Это отчество по отцу: Альмухан → Альмуханов → Альмуханова. Суффикс указывает на принадлежность («чей сын?»), так что основа фамилии — мужское личное имя Альмухан.

Имя Альмухан — составное, тюркского происхождения. Первая часть «Ал» (или «Алы») может означать «алый», «красный» или восходить к тюркскому слову «алп» — «богатырь», «герой». Вторая часть «мухан» — это искажённая форма арабского имени Мухаммад (в тюркской передаче — Мухан, Мухаммед). Таким образом, имя Альмухан можно перевести как «красный Мухаммад» или «богатырь Мухаммад». В тюркской ономастике такие двусоставные имена с эпитетом перед именем пророка нередки: они подчёркивали уважение или внешнюю примету человека.

Фамилия с таким корнем — казахская или татарская. У казахов имя Альмухан встречается, и фамилия Альмуханов (женская форма — Альмуханова) фиксируется в Казахстане, особенно в южных и западных регионах. У татар и башкир тоже есть параллельные формы, но чаще с другим суффиксом (Альмуханов у татар — редкость, обычно используют Альмухаметов). Поэтому географически фамилия тяготеет к казахской среде.

Женская форма на -а (Альмуханова) — стандартное русское склонение фамилии для женщины. В казахском языке фамилия звучала бы как Альмуханова или Альмуханқызы (дочь Альмухана), но при записи в советских документах закрепился именно русский патронимический суффикс.

Сословно носители фамилии, скорее всего, происходили из крестьян или кочевников-скотоводов. Дворянских родов с такой фамилией в дореволюционной России не зафиксировано. Фамилия не древняя — она сложилась в XIX — начале XX века, когда у тюркских народов начали массово закрепляться фамилии по отцу.