Фамилия Маховой — редкий случай, когда ударение падает на окончание, а не на корень. Это сразу подсказывает модель образования: перед нами не патроним (сын Маха), а притяжательное прилагательное, отвечавшее на вопрос «чей?». В старых русских говорах форма «Маховой» означала «принадлежащий Маху» или «относящийся к Маху». Обычно такие фамилии закреплялись за крестьянами или посадскими людьми в северных и центральных губерниях, где долго держалось полногласие и ударные окончания в фамилиях.

Основа «Мах-» восходит к прозвищу Мах. В русской ономастике у него два основных источника. Первый — глагол «махать»: так могли назвать суетливого, порывистого человека или того, кто размашисто работал руками (косарь, кузнец). Второй — тюркское заимствование «мах» в значении «удар, взмах»; в южнорусских говорах «мах» означало ещё и «миг, мгновение» — прозвище мог получить нетерпеливый или быстрый человек. Менее вероятна связь с уменьшительным именем Мах (от Матвей или Максим), поскольку в этом случае фамилия звучала бы как Махов или Махин.

Географически фамилия Маховой встречается редко и локально — преимущественно в Воронежской, Курской и Ростовской областях. Это зона южновеликорусского наречия, где в фамилиях часто сохранялось окончание «-ой» вместо литературного «-ый» (ср. Толстой, Благой). В XIX веке носители фамилии числились в основном государственными крестьянами и однодворцами — потомками служилых людей, осевших на южных рубежах.

Словарь Б. Унбегауна подтверждает, что модель «Маховой» — одна из самых архаичных в русской фамильной системе: она застыла на стадии притяжательного прилагательного, не перейдя в форму родительного падежа, как большинство фамилий на «-ов». Поэтому фамилия склоняется по образцу прилагательного: нет Махового, дать Маховому. В письменных источниках XVIII–XIX веков встречается также вариант Маховый, но он почти исчез.

Сегодня фамилия Маховой остаётся малочисленной, но её носители могут с высокой вероятностью проследить корни до южнорусского крестьянства, а само прозвище предка — до живого народного слова, описывавшего либо манеру движений, либо характер.