Фамилия Айтуганова происходит от тюркского мужского имени Айтуган. Это имя составное, и его разбор сразу даёт ключ к значению фамилии. Первая часть, «Ай», в древнетюркском означала «месяц» (луна), но в личных именах это слово приобрело целый спектр переносных, хвалебных значений: «красивый, светлый, чистый, ценный, счастливый, дорогой, умный». Вторая часть — «Туган» — переводится как «родственник, родной» или, в более широком смысле, «рождённый». Таким образом, полный смысл имени Айтуган — «родился ребёнок, красивый, как месяц», или более поэтично: «взошла луна».

Фамилия образована по стандартной русской модели при помощи патронимического суффикса -ов (-а). К основе Айтуган добавили окончание, указывающее на принадлежность: Айтуганов — буквально «сын Айтугана». Женская форма Айтуганова, соответственно, означает «дочь или жена Айтугана». Это типичная для русских фамилий схема, но с нерусским, тюркским корнем, что сразу указывает на этнические корни предков — скорее всего, это были татары, башкиры, казахи или представители других тюркоязычных народов, впоследствии вошедшие в состав Российской империи.

Фамилия Айтуганова довольно редкая, что связано с нечастым употреблением самого имени Айтуган в качестве основы. В отличие от более распространённых имён вроде Ахмет или Ибрагим, имя Айтуган сохранилось в основном в тех родах, где ценилась архаичная, поэтичная традиция имянаречения. Окончательно определить, когда и где именно оформился род Айтугановых, можно только на основе глубоких генеалогических изысканий, но сам факт существования фамилии говорит о том, что предок носителя был назван этим красивым, составным именем, которое родители дали ему как пожелание быть таким же желанным и светлым, как луна на небе.