Фамилия Ильхамов — пример того, как русская фамилия может быть образована от имени, пришедшего из арабского мира через тюркское посредничество. Основа здесь — мужское личное имя Ильхам (встречаются варианты Ильхам, Ильхам), которое восходит к арабскому «ильхам» — вдохновение, откровение, наитие. В исламской традиции это понятие связано с божественным внушением, поэтому имя Ильхам имеет высокий смысловой статус. Суффикс -ов указывает на стандартную русскую модель образования фамилий: Ильхамов буквально означает «сын Ильхама» или «принадлежащий к роду Ильхама».

Распространение фамилии географически привязано к регионам, где исторически жили тюркские народы, принявшие ислам. Чаще всего Ильхамовых можно встретить среди татар, башкир, а также у народов Северного Кавказа, например у чеченцев или ингушей. В русской среде фамилия редкая, что неудивительно: имя Ильхам не входило в православные святцы, а значит, её носители — потомки мусульман, получивших фамилию при переписях или после введения обязательных фамилий в Российской империи.

Словообразовательная модель проста, но в ней есть одна особенность. В отличие от фамилий на -ин, которые образуются от основ на -а/-я (Илья — Ильин), фамилия Ильхамов использует суффикс -ов, что типично для основ на согласный. Однако в тюркских языках имя Ильхам может склоняться иначе, и в некоторых регионах встречается вариант Ильхамян, где суффикс -ян пришёл из армянской или иранской традиции. Но Ильхамов — самый частый и стандартный для русской документации вариант.

Социальный контекст фамилии — крестьянский или мещанский, без указаний на дворянство. В списках татарских мурз и князей Ильхамовы не значатся. Вероятнее всего, предки носителя фамилии были сельскими жителями, ремесленниками или мелкими торговцами. Имя Ильхам могло быть дано ребёнку в семье, где ценили религиозное образование или поэзию, ведь «ильхам» — слово из лексики суфийской поэзии.

Сравнение с однокоренными фамилиями: Ильхамов стоит в одном ряду с Ильхамовым, Ильхаметовым (от Ильхамет, где «хамет» — араб. «похвала»), а также с более редкими Ильхамшиным (от Ильхамша, с тюркским суффиксом -ша). Все они указывают на общую корневую основу, но Ильхамов — самый прозрачный по смыслу и самый распространённый.