Фамилия Маматюкова — женская форма, а её мужской вариант — Маматюков. Словообразовательная модель здесь нестандартная: суффикс -ов- указывает на принадлежность («чей?»), но основа явно не славянского происхождения. В русских фамилиях на -ов/-ев редко встречаются основы с мягким знаком перед суффиксом; обычно это указывает на тюркское или восточное имя в основе.

Корень «Маматюк» скорее всего восходит к личному имени Мамат или Маматук. Имя Мамат — распространённая в тюркоязычной среде (татары, башкиры, казахи, кумыки) уменьшительная форма от Мухаммед (Магомет) или от слова «мама» — «верблюд» в некоторых диалектах. Суффикс -юк характерен для западнотюркских языков (например, крымскотатарского, ногайского) и мог означать ласкательную или уменьшительную форму: Маматюк — «маленький Мамат» или «сын Мамата». В русской среде такую фамилию могли получить потомки татарина или башкира, крещёного или перешедшего в православие, либо переселенца из Поволжья.

Географически фамилия Маматюков/Маматюкова редкая, но встречается преимущественно в регионах с татарским и башкирским населением: Татарстан, Башкортостан, Оренбургская и Челябинская области, а также в диаспорах на Северном Кавказе. В дореволюционных переписях её фиксировали в Казанской и Уфимской губерниях — это косвенно подтверждает тюркское происхождение.

Сословно носители фамилии чаще всего были государственными или ясачными крестьянами, реже — мещанами. Дворянских родов с такой фамилией не известно. Ударение в фамилии, скорее всего, падает на второй слог: Маматю́кова — по аналогии с другими тюркскими фамилиями на -юк (например, Карасюков, Сатюков). Если ударение смещается на последний слог (Маматюко́ва), это может быть локальным вариантом, но не меняет смысла основы.