Фамилия Калмыков образована по простой и понятной модели: к основе «Калмык» добавили типичный русский суффикс принадлежности -ов. Такой суффикс в XVI–XVII веках закрепился за фамилиями, которые отвечали на вопрос «чей?» — то есть «чей сын?» или «чей потомок?». Следовательно, Калмыков буквально означает «сын Калмыка».

Прозвище Калмык давали не обязательно человеку калмыцкой национальности. Чаще так называли русского, который долго жил среди калмыков, перенял их обычаи, одежду или манеру поведения. Иногда прозвище закреплялось за внешностью, напоминавшей степняка: смуглая кожа, узкие глаза, черные волосы. Калмыки (самоназвание — хальмг) — народ, исторически кочующий на Прикаспийской низменности, в основном буддисты, хотя часть приняла православие. В русских землях контакты с ними были особенно активны в Поволжье, на Дону и в Приуралье, поэтому фамилия Калмыков чаще всего встречается именно в этих регионах.

Словообразовательный разбор показывает, что фамилия относится к группе так называемых «этнонимических» фамилий — тех, что произошли от названий народов. Рядом стоят Татаринов, Немцов, Греков, Литвинов. Но есть и важное отличие: в отличие от многих этнонимов, «Калмык» в прозвище почти никогда не означал прямую этническую принадлежность носителя. Ономасты (например, Б. Унбегаун в «Русских фамилиях») отмечают, что прозвища по народам давали преимущественно пришлым или тем, кто отличался от окружения, а не коренным представителям этноса.

Интересная деталь: фамилия практически не имеет вариантов с другими суффиксами. Калмыков — это основная и доминирующая форма. Редкие исключения вроде Калмыкин или Калмыцкий встречаются, но не получили широкого распространения. Это говорит о том, что фамилия сложилась довольно поздно, уже после того, как суффикс -ов стал стандартным для русских фамилий, и не успела «разойтись» по разным диалектным моделям.

Социальный состав носителей был разнородным. В XIX веке Калмыковы встречались и среди мещан, и среди казаков, и среди крестьян. Известны купеческие династии с этой фамилией в Астрахани и Царицыне — там связи с калмыцкими степями были особенно тесными.