Фамилия Гематудинов — редкая, но её устройство прозрачно для того, кто знаком с тюркской ономастикой. Она образована по стандартной русской модели патронимических фамилий: к основе, восходящей к личному имени или прозвищу, добавили русский суффикс -ов. Суффикс указывает на принадлежность: «Гематудинов» буквально значит «сын Гематудина».

Сама основа «Гематудин» — это искажённая или диалектная форма арабского имени Гимадутдин (или Гемадутдин). В арабском языке «Гимад ад-Дин» (عماد الدين) означает «столп веры» или «опора религии». Это составное теофорное имя, очень распространённое в мусульманской среде, особенно у татар, башкир и народов Кавказа. В устной речи имя могло редуцироваться: «Гимадутдин» → «Гематудин» (с заменой «и» на «е» под влиянием акающего произношения или местного говора). Фамилия Гематудинов, таким образом, — это «русифицированный» вариант отчества от этого имени.

Особенность фамилии — в её суффиксе. Если бы фамилия закрепилась в исконно татарской среде, она скорее имела бы окончание -ин (Гематудин) или вовсе осталась без суффикса (Гематутдинов — с характерным татарским «т» перед суффиксом). Форма на -ов типична для фамилий, которые оформлялись уже в русской административной среде: при переписях или при записи в метрические книги русские писцы добавляли стандартное окончание, не вникая в тонкости тюркской грамматики. Поэтому Гематудиновы — это почти наверняка потомки татар или башкир, живших в смешанных регионах (Поволжье, Урал) и получивших фамилию в XIX — начале XX века.

Встречаются варианты написания: Гематутдинов, Гиматудинов, Геметдинов. Форма «Гематудинов» — самая редкая и, вероятно, отражает конкретный местный говор, где выпал звук «т» (Гематудинов вместо Гематутдинов). Носители этой фамилии сегодня рассеяны по России, но наибольшая концентрация — в Татарстане, Башкортостане и соседних областях. Никакого иного, неродственного корня (например, от греческого «гема» — кровь) у фамилии нет: это чисто внешнее созвучие, которое вводит в заблуждение, но не имеет отношения к этимологии.