Фамилия Есмуханов — яркий пример тюркской антропонимической модели, прочно вошедшей в русский ономастикон. Её основа — составное мужское имя Есмухан, которое, как и многие другие имена у тюркских народов, состоит из двух частей. Первая часть «Ес» (или «Ас») восходит к тюркскому корню со значением «здоровый», «живой», «память». Вторая часть — «мухан» — это один из вариантов арабского имени Мухаммад («восхваляемый», «достойный хвалы»), широко распространённого в исламском мире. Таким образом, имя Есмухан можно перевести как «здоровый (живой) Мухаммад» или «памятный Мухаммад». Это типичный для кочевых культур способ дать ребёнку имя-оберег, соединив сакральное имя пророка с пожеланием здоровья.

Фамилия образована по классическому русскому патронимическому суффиксу -ов, который присоединяется к именам, оканчивающимся на согласный. В данном случае к основе «Есмухан». Суффикс -ов указывает на принадлежность: «Есмуханов» буквально означает «сын Есмухана». Такая модель массово закреплялась за представителями тюркских народов в Российской империи в XIX–XX веках, когда началась официальная фиксация фамилий.

Географически фамилия Есмуханов наиболее характерна для казахов. В казахском ономастиконе имя Есмухан встречается довольно часто, а фамилия с этим корнем распространена в Казахстане и среди казахской диаспоры в России (особенно в Оренбургской, Астраханской областях и Алтайском крае). Встречаются и варианты написания, например, Есмухан, но без суффикса — это уже имя, а не фамилия.

Интересно, что фамилия Есмуханов сохранила в себе архаичный элемент тюркского имяобразования — сращение двух разных по происхождению компонентов. В отличие от более поздних фамилий, образованных от названий профессий или прозвищ, эта фамилия напрямую отсылает к имени предка, что делает её историю прозрачной: предок носителя звался Есмуханом, и это имя было для него личным, а не родовым прозвищем.