Фамилия Батчулуун — редкий случай в русском ономастиконе, поскольку она не славянского, а монгольского происхождения. В отличие от большинства русских фамилий, образованных от крестильных имён, прозвищ или профессий с помощью суффиксов -ов/-ев или -ин, эта фамилия представляет собой транслитерацию монгольского личного имени. Поэтому её не разбирают по схеме «корень плюс суффикс» — она пришла в русский язык целиком, без добавления типичных фамильных окончаний.

Основа фамилии — монгольское имя Батчулуун, которое состоит из двух корней: «бат» (крепкий, твёрдый, надёжный) и «чулуун» (камень). Буквально имя означает «крепкий камень» или «твёрдый как камень». В монгольской традиции такие имена давали мальчикам с пожеланием силы, стойкости и несгибаемости. Обычно это имя записывается латиницей как Batchuluun, а в русской передаче — через «у» после «ч», что и даёт форму Батчулуун.

Как фамилия она могла закрепиться у потомков монголов, бурят или калмыков, которые переселились на территорию России и получили русские документы. В таких случаях имя отца (Батчулуун) становилось наследственной фамилией, не меняя окончания. Встречается она преимущественно в регионах, где исторически живут буряты (Бурятия, Забайкальский край, Иркутская область) или калмыки (Калмыкия). В центральной России эта фамилия почти не бытует, что делает её ярким маркером азиатского происхождения рода.

С точки зрения словообразования, фамилия Батчулуун стоит особняком: она не склоняется по падежам в русском языке (как и многие фамилии на согласный, заимствованные из восточных языков). Её носители, скорее всего, потомки скотоводов или воинов, поскольку монгольские имена с корнем «бат» часто давали в семьях, где ценили физическую выносливость и верность. Если сравнивать с другими монгольскими фамилиями в России (например, Баторов или Доржиевых), то Батчулуун отличается именно прозрачной этимологией — значение «каменная твёрдость» легко восстанавливается без специальных знаний.