Фамилия Духоборов выделяется на фоне большинства русских фамилий тем, что её основа — не прозвище, не ремесло и не крестильное имя, а название религиозного движения. Это так называемая «сектантская» фамилия, и таких в России сравнительно немного: Молоканов, Субботников, Хлыстов. Носитель фамилии Духоборов — потомок человека, который либо сам принадлежал к общине духоборов, либо получил прозвище за связь с этим учением.

Духоборы (позднее закрепилось написание «духоборцы») — христианское течение, возникшее в России в середине XVIII века. Они отрицали внешнюю церковность, иконы, таинства и священство, признавая только «внутреннее откровение» и «дух», который борется с «плотью». Сами духоборы объясняли своё название как «борцы за Дух», но официальная церковь вкладывала иной смысл: «борцы против Святого Духа», то есть еретики. Прозвище Духобор, а затем и фамилия, скорее всего, закрепилось за человеком, который открыто исповедовал эту веру или был известен в округе как наставник духоборов.

Фамилия образована по стандартной русской модели: основа «Духобор» + патронимический суффикс -ов, означающий «сын Духобора» или «из семьи Духобора». Ударение, скорее всего, падает на последний слог: Духоборо́в. Встречается вариант с ударением на третий слог (Духобо́ров), но он менее типичен для фамилий на -ов от двусложных основ.

Географически фамилия должна была возникнуть в районах компактного проживания духоборов. До выселения в Закавказье в XIX веке это были Тамбовская, Воронежская, Екатеринославская губернии. После 1840-х годов духоборов переселили в Грузию (Джавахетия), а в конце XIX — начале XX века часть эмигрировала в Канаду. Поэтому фамилия Духоборов — верный маркер того, что предки человека происходили из среды русских крестьян-сектантов, скорее всего, из чернозёмной полосы России или из Закавказья.

Интересная деталь: в метрических книгах и ревизских сказках XIX века фамилия могла писаться через «а» — Духаборов. Это отражало народное произношение, где «о» в безударной позиции редуцировалось, а писарь фиксировал звучание. Встречается и вариант Духоборцев — с суффиксом -ев, который указывал на принадлежность к группе («из духоборцев»). Но форма Духоборов стала основной и единственной литературной.