Фамилия Маматюков — редкий пример, когда за основу взято не христианское имя, а тюркское. Искать корни стоит в татарском или башкирском имени Маматюк, которое, в свою очередь, восходит к имени Мамат (производная форма от Мухаммад). Суффикс -юк в именах характерен для тюркской традиции: он придаёт ласкательный или уменьшительный оттенок (сравните: Мамат — Маматюк, как «сынок» или «малыш»).

Русская фамилия образована по стандартной модели: к основе Маматюк добавили патронимический суффикс -ов. В буквальном смысле Маматюков — «сын Маматюка». Такой способ формирования фамилий был особенно распространён в XVI–XVII веках на территориях, где русское население соседствовало с тюркским, — в Поволжье, Приуралье, на южных окраинах Московского государства.

Интересная деталь: фамилия почти не встречается за пределами России. По данным современных справочников, основная масса носителей сосредоточена в Ульяновской области и Татарстане. Это подтверждает версию о том, что предки Маматюковых были крещёными татарами, служилыми людьми или крестьянами, получившими фамилию по имени отца-мусульманина. В метрических книгах XIX века такая фамилия могла записываться с вариантами — Маматюк, Маматюков, реже Маматюковский, но последний вариант — уже искусственное «облагораживание» под польскую моду.

С точки зрения словообразования, у фамилии нет суффикса -ин, что исключает происхождение от прозвища на -а/-я. Это чисто именная, патронимическая фамилия. В отличие, например, от однокоренной Маматюк (без суффикса), которая могла остаться прозвищем или неофициальной фамилией в некоторых сёлах.