Фамилия Алтынгужин образована по редкой модели, где тюркская основа скреплена русским суффиксом, а не наоборот. Это не просто «татарская фамилия с русским окончанием» — здесь мы видим сложение двух корней, которое затем оформили патронимическим формантом «-ин», отвечающим на вопрос «чей?». То есть Алтынгужин — буквально «сын Алтынгужи».

Первая часть основы, «алтын», с тюркских языков переводится как «золото». Вторая, «гужа» (в диалектах также «кужа»), означает «хозяин», «владелец» или «господин». Складывая их, получаем прозвище Алтынгужа — «золотой хозяин» или «владелец золота». Так могли назвать зажиточного скотовода, купца или владельца золотых приисков. Важно, что вторая часть «гужа» архаичнее, чем привычное «бай» (богач), которое встречается в массовых фамилиях вроде Алтынбаевых. «Гужа» — сохранившийся диалектизм, и это делает фамилию ценной для историков языка.

Фамилия закрепилась в среде крещёных татар, башкир и других тюркских народов, которые в XVI–XIX веках входили в состав Российского государства. Переход от отчества («Алтынгужа сын такой-то») к родовому имени произошёл именно в этот период. География фамилии ожидаемо связана с Башкортостаном, Оренбургской и Челябинской областями — регионами, где сильны башкирские и татарские корни. Встречается она нечасто, что указывает на локальное происхождение от одного рода или нескольких родственных семей.

Словообразовательная модель здесь проста, но показательна: суффикс «-ин» — типичный русский формант, который присоединили к уже готовому тюркскому прозвищу, не меняя его. В отличие от фамилий на «-ов», которые образуются от основ на согласный, «-ин» характерен для основ на «-а» или «-я» (как Алтынгужа). Такая модель распространена у народов Поволжья и Приуралья, где тюркские имена адаптировались под русскую паспортную систему.