Фамилия Айтахынов — яркий пример тюркской антропонимической модели, где личное имя превратилось в родовое прозвание. Её основа — мужское имя Айтахын, которое состоит из двух тюркских корней: «ай» (луна, месяц) и «тахын» (вариант «тагын» — жеребёнок, реже — молодой верблюжонок). Дословно имя переводят как «лунный жеребёнок», но в переносном смысле оно означало «рождённый при свете луны» или «красивый, как месяц». Такие имена давали мальчикам, родившимся в ясную лунную ночь, — в тюркской традиции это считалось добрым знаком.

Фамилия образована по стандартному для южных и восточных регионов Российской империи шаблону: к тюркскому имени добавили русский патронимический суффикс -ов. Это типичная русификация фамилий в XIX–XX веках, когда представители тюркских народов получали официальные документы на русском языке. Поэтому Айтахыновы — это потомки человека по имени Айтахын, скорее всего из казахов, киргизов, татар или башкир.

Географически фамилия встречается преимущественно в Казахстане и в приграничных с ним регионах России — Оренбургской, Астраханской областях, а также в Башкортостане. Бытуют варианты написания: Айтагынов, Айтакинов, что связано с разным произношением второго корня в диалектах. В отличие от многих фамилий на -ов, у Айтахынова нет очевидной профессиональной или социальной привязки: предки не были ремесленниками или чиновниками, фамилия чисто именная, по отцу.

Имя Айтахын — не самое распространённое даже в тюркском именослове. Встречается реже, чем, например, Айдар или Айбек. Это делает фамилию относительно редкой и указывает на то, что родоначальник, вероятно, выделялся в своей среде — либо необычным именем, либо обстоятельствами рождения. В современных базах данных Айтахыновых насчитываются единицы, что подтверждает редкость фамилии.

Если говорить о словообразовательной модели, то фамилия стоит в одном ряду с такими, как Айтуганов (от «ай» + «туган» — рождённый луной) или Айтбаев. Но в отличие от них, в основе Айтахынова лежит не абстрактное качество («рождённый луной»), а конкретный зооморфный образ — жеребёнок. Это сближает её с древними тюркскими тотемными прозвищами, хотя к XX веку сакральный смысл уже стёрся. В ономастике такие имена относят к группе «лунных» антропонимов, где месяц символизирует красоту, чистоту и удачу, а добавление образа детёныша животного подчёркивало пожелание силы и выносливости.