Фамилия Айтуов — наглядный случай, когда русская фамильная модель «наращивается» на тюркский корень. Суффикс -ов оформляет её по патронимическому образцу, но основа остаётся иноязычной. В её центре — личное имя Айту. С казахского и ряда других тюркских языков оно переводится как «лунный верблюд» (ай — луна, ту — верблюд). В переносном смысле имя могло подчеркивать красоту, выносливость или связь с небесным светилом.

Вероятнее всего, имя Айту давали мальчикам с пожеланием, чтобы они были такими же сильными и грациозными, как верблюд, и светлыми, как луна. В казахской ономастике двухосновные имена с компонентом «ай» (луна) и названиями животных — явление обычное. Есть и другая версия: Айту может быть усечённым вариантом имени Айтуган («луна взошла»), где «ту» — сокращение от «туу» (рождаться, восходить). В этом случае фамилия означает «рождённый при луне» или «подобный восходу луны».

Географически фамилия Айтуов распространена преимущественно среди казахов, а также встречается у башкир и татар. В России носители живут в основном в Оренбургской, Астраханской областях, в Башкортостане и Татарстане. В Казахстане фамилия широко представлена в западных и южных регионах.

С социальной точки зрения предки носителей фамилии, скорее всего, были скотоводами-кочевниками, для которых верблюд служил не только транспортом, но и символом богатства и выносливости. Фамилия не указывает на дворянское происхождение — это типичная народная фамилия, закрепившаяся в XIX–XX веках при переходе от отчества к наследственной фамилии.

Любопытная деталь: в документах XIX века фамилию могли записывать как Айтуев или Айтюов. Разнобой в написании объясняется тем, что русские писцы не всегда точно передавали тюркские звуки, особенно гласный «у» в середине слова. Современное написание Айтуов — результат унификации, закреплённой в советских паспортах.