Фамилия Хнальков — редкая и морфологически прозрачная, но с неочевидной основой. Она образована по стандартной русской модели с патронимическим суффиксом -ов, который присоединился к основе Хнальк-. Это означает, что в основе лежит прозвище или некалендарное имя Хналёк или Хналько.

Главная загадка — корень «хнал-». В русских говорах и исторических документах слово «хнал» не фиксируется как общеупотребительное. Есть несколько версий его происхождения. Первая, наиболее вероятная, связывает фамилию с тюркскими языками, где корень «хнал» мог означать «пятно», «родинка» или «метка» (ср. тат. «хәл» — родинка). В таком случае прозвище Хналёк могли дать человеку с заметной родинкой на лице или теле. Эта версия подкрепляется тем, что фамилии с тюркскими корнями в русской среде — обычное явление, особенно в южных и поволжских регионах.

Вторая версия — отглагольная, от диалектного «хнать» (знать, ведать), но такая форма глагола крайне редка и сомнительна. Третья, самая слабая, — искажение имени Хананий (древнееврейское «Бог милостив»), но для этого потребовалась бы цепочка фонетических изменений, нехарактерных для русской ономастики.

Суффикс -к- в основе (Хнальк-) указывает на уменьшительно-ласкательную или пренебрежительную форму прозвища. То есть исходное слово звучало как Хналёк или Хналько — «маленький хнал» или «сын Хнала». Фамилия Хнальков, таким образом, означает «потомок Хналька» или «принадлежащий Хнальку».

Географически фамилия тяготеет к южнорусским областям — Курской, Белгородской, Воронежской, где традиционно сильны тюркские влияния. Встречается она редко, что делает её ценной для генеалогического поиска: носители с большой вероятностью происходят из одного небольшого рода, основатель которого носил запоминающееся прозвище. Сословная принадлежность предков Хнальковых, скорее всего, крестьянская или однодворческая — типичная для фамилий, образованных от прозвищ, а не от крестильных имён.