Фамилия Астякова — женская форма, а её основа, мужская фамилия Астяков, образована по самой распространённой в русском языке модели: от личного имени или прозвища с помощью суффикса -ов. Этот суффикс указывал на принадлежность: «чей сын?» — Астяков, то есть потомок человека по имени или прозвищу Астяк.

Корень фамилии — Астяк. Здесь возможны два пути, и оба ведут в тюркскую языковую среду. Первый и самый вероятный: Астяк — это адаптированная на русской почве форма тюркского имени Астиак (или Астияк), которое восходит к персидскому «асти» — «спокойный, мирный». Такие имена были распространены у татар, башкир, чувашей, особенно в среде крещёных народов Поволжья. Второй, более редкий вариант: Астяк — вариант прозвища от диалектного слова «астяк» или «астяка», которое в некоторых говорах означало «медлительный, вялый человек». Однако эта версия менее убедительна: в исторических документах и словарях русских говоров такое слово не фиксируется как распространённое.

Суффикс -ов, а не -ин, тоже подсказывает, что основа, скорее всего, не славянская. Если бы фамилия произошла от русского имени Астя (гипотетическая краткая форма от Анастасий или Астафий), мы бы с большой вероятностью увидели фамилию Астин. Выбор -ов указывает на то, что исходное слово воспринималось как иноязычное и склонялось по образцу существительных мужского рода с твёрдой основой.

Таким образом, предок носителей фамилии Астяковых, вероятнее всего, носил тюркское имя Астяк. Он мог быть выходцем из татарской или чувашской среды, принявшим православие, или же жителем пограничных с «Диким полем» территорий, где тюркские имена свободно входили в русский обиход. Фамилия не относится к числу дворянских или старомосковских боярских — её носителями, скорее всего, были крестьяне, посадские люди или служилые по прибору (стрельцы, казаки). Географически фамилия чаще встречается в Поволжье, на Урале и в Западной Сибири — в зоне активных русско-тюркских контактов.