Фамилия Мачтаков образована от прозвища Мачтак, и в её основе лежат две основные версии, связанные с разными сторонами жизни. Первая отсылает к морскому делу: от нарицательного «мачта» — высокий столб на судне для крепления парусов, подъема флага и установки сигнальных огней. Прозвище Мачтак могло указывать на род занятий основателя фамилии: судостроитель, корабельный мастер или моряк, чья работа была неразрывно связана с этими конструкциями. Вторая гипотеза опирается на слово «маштак» — так в некоторых говорах называли малорослую, но крепкую лошадь, а в переносном смысле — приземистого плотного человека. В этом случае прозвище могло закрепиться либо за коннозаводчиком, либо за человеком невысокого роста и коренастого телосложения.

Обе трактовки равноправны, но первая выглядит более убедительной: суффикс -ак в прозвищах часто указывает на деятеля по профессии или характерному признаку, а связка «мачта — Мачтак» лежит на поверхности. Вторая версия требует допущения о переходе «ш» в «ч», что в русской народной этимологии случается, но реже. Потомки человека по прозвищу Мачтак со временем получили фамилию Мачтаков, закрепившуюся по стандартной модели отчества-прозвища с суффиксом -ов. Это типичный пример русской фамилии, рожденной не от календарного имени, а от живого прозвища, которое подмечало либо ремесло, либо внешность предка.