Фамилия Хлхатян — редкий случай в русском ономастиконе, и её происхождение напрямую связано с армянской традицией фамильных суффиксов. Основа фамилии, корень «Хлхат», скорее всего, восходит к армянскому слову «хлхат» (խլխատ), которое означает «лысый» или «плешивый». В армянском языке это слово имеет вполне конкретное бытовое значение: прозвище могли дать человеку с заметной лысиной или редкими волосами. Суффикс «-ян» (в старой орфографии «-янц») — один из самых распространённых в армянских фамилиях, он указывает на принадлежность к роду, происхождение от предка. Таким образом, Хлхатян — это «потомок того, кого прозвали Лысым».

Особенность фамилии в том, что она образована не от имени или профессии, а от чисто внешнего признака — физической особенности. Такие прозвищные фамилии в армянской среде встречаются, но не так часто, как патронимические от личных имён. Корень «хлхат» не имеет параллелей в русском языке, поэтому фамилия почти не подвергалась русификации — она сохранила исконное звучание и написание. В дореволюционных записях могла встречаться форма «Хлхатов» (по русской модели), но основной вариант остался армянским.

Географически фамилия Хлхатян привязана к районам исторической Западной Армении и восточным областям Турции, откуда в XIX — начале XX века происходила массовая миграция армян на юг России, в Грузию и на Кубань. В современной России носители фамилии встречаются в Краснодарском крае, Ростовской области и Ставрополье — регионах, куда армяне переселялись несколькими волнами. Социальный состав предков, скорее всего, был крестьянским или ремесленным: прозвища по внешности давали в среде, где людей знали в лицо и называли по характерной черте.

В этимологическом плане фамилия прозрачна: она не вызывает споров, в отличие от многих армянских фамилий с затемнённой основой. Единственная гипотеза, которую можно отбросить, — попытка связать её с тюркскими корнями. Слово «хлхат» чисто армянское, с древним индоевропейским происхождением (ср. арм. «хлхел» — лысеть). Поэтому фамилия Хлхатян — это прямой и недвусмысленный ответ на вопрос о внешности родоначальника: предок был лыс, и это запомнили на поколения вперёд.