Фамилия Махтева — женская форма фамилии Махтев, а та образована от прозвища или имени Махтей. В основе лежит редкое для русских фамилий окончание -ей, которое указывает на усечённую форму крестильного имени, либо на тюркское или финно-угорское влияние. Скорее всего, Махтей — это производное от канонического имени Матфей (в просторечии Матвей), где произошла замена начального звука: «Мат» перешло в «Мах» под влиянием южнорусского или украинского «г» фрикативного, либо из-за аканья. В некоторых говорах «х» и «ф» смешивались, так что Махтей могло звучать и как Мафтей. Такая модель — превращение полного имени в краткую форму с суффиксом -ей — типична для народной ономастики: ср. Ахтей (от Афанасий), Вахтей (от Вахтимер), Левтей (от Лев).

Менее вероятно, но не исключено, что прозвище Махтей связано с глаголом «махать» или «махнуть» — так могли назвать человека с размашистой походкой, суетливого или, наоборот, того, кто любил «махнуть» (уйти, отправиться в путь). В этом случае суффикс -ей указывает на деятеля: махтей — тот, кто машет или махает.

Географически фамилия Махтева встречается преимущественно в Поволжье и на Урале, особенно в Пермском крае и Татарстане. Это регионы, где русские фамилии активно взаимодействовали с тюркскими и финно-угорскими языками. В татарском языке есть слово «мәхтәй» (махтай) — «хвастающийся», «хвастун», что могло дать прозвище в смешанной среде. Однако для чисто русской фамилии такая основа менее типична, чем имя Матфей.

По социальному составу Махтевы — скорее всего, крестьянский или мещанский род: фамилии на -ей редко встречались у дворянства, которое предпочитало полные формы на -ов/-ев. В документах XVIII–XIX веков носители фамилии фиксируются как государственные крестьяне и мастеровые на горных заводах Урала. Таким образом, предки современных Махтевых могли быть либо выходцами из северных или центральных губерний, переселёнными на Урал, либо местными жителями, получившими фамилию от прозвища в иноязычном окружении.