Фамилия Халтанова — женская форма, а её мужской вариант Халтанов — редкая русская фамилия, которую стоит разбирать с привязкой к конкретному региону и этнической среде. Скорее всего, её основа не славянская, а тюркская или монгольская, что сразу выделяет её из ряда типичных русских фамилий на -ов.

Словообразовательная модель проста: суффикс -ов указывает на принадлежность («чей?»), а корень «Халтан» восходит к личному имени или прозвищу. В тюркских языках (особенно в башкирском, татарском, казахском) «халтан» или «калтан» может означать «остаток», «то, что осталось» — так могли назвать позднего или выжившего после болезни ребёнка. В монгольских языках есть слово «халтан» со значением «пятнистый», «пегий», что могло стать прозвищем по внешности.

Географически фамилия Халтанов встречается в основном в Поволжье и на Южном Урале, особенно среди башкир и татар. В русских переписных книгах XVII–XVIII веков такие фамилии фиксировались у служилых людей из местных народов, которые принимали православие и получали фамилии по отцу. Поэтому предки Халтановых могли быть либо крещёными татарами, либо башкирами, перешедшими в оседлый образ жизни и записанными в сословие государственных крестьян.

Однокоренные фамилии — Халтин, Халтурин, но они образованы от других основ. Халтанов стоит особняком: в нём нет уменьшительного суффикса, что говорит о прямой записи прозвища без дополнительной переработки. Это типично для фамилий, возникших в среде, где русская фамильная модель накладывалась на иноязычное имя в его исходной форме.

Спорных версий немного. Иногда Халтанова пытаются связать с русским словом «халда» (грубиян, неряха), но это маловероятно: фонетически переход «д» в «т» нехарактерен для русских говоров, а в тюркской версии нет натяжек. Наиболее правдоподобно — происхождение от личного имени-оберега, которое давали ребёнку, чтобы «обмануть» злых духов.