Фамилия Маметханов — редкий случай, когда в основе лежит не просто имя, а целая формула, зашифрованная в двух корнях. Первая часть, «Мамет», — это диалектная, тюркская форма имени Мухаммед (Магомед). В тюркских языках, особенно у татар, башкир, казахов и ногайцев, имя пророка нередко упрощалось до Мамет, Мамай или Маметка. Вторая часть, «хан», — один из древнейших титулов в степной традиции, означающий правителя, вождя. Соединение «Мамет» и «хан» даёт имя Маметхан — «Мухаммед-правитель» или «хан, носящий имя Мухаммеда». Такие составные имена были популярны в среде мусульманской знати и военной аристократии Поволжья, Приуралья и Кавказа.

Суффикс «-ов» превращает личное имя в фамилию по стандартной русской модели: «сын Маметхана», «из рода Маметхана». Фамилия образована не в тюркской, а в русской канцелярской среде — так записывали в метриках и ревизских сказках XIX века. Поскольку имя Маметхан не было массовым, фамилия осталась локальной и сравнительно редкой. Её носители — потомки тех, кого в своё время назвали в честь пророка с добавлением властного титула, что указывает на уважаемый статус рода, возможно, связанный с военным делом или духовенством.

Географически фамилия тяготеет к регионам с татарским и кавказским населением. Встречается у кумыков, ногайцев, казанских татар и, реже, у башкир. В дореволюционных записях можно найти варианты написания: Маметхановъ, а также Маметханов с ударением на второй или третий слог — единой нормы не было. В отличие от фамилий вроде Мамедов (от той же основы, но без титула), Маметханов сохраняет указание на социальную иерархию: предка звали не просто «раб Мухаммеда», а «Мухаммед-владыка».

Однокоренные фамилии — Маметов, Маметканов, Маметшахов — все построены по схожему принципу, но с разными вторыми компонентами. Маметханов стоит особняком: «хан» здесь не просто украшение, а маркер происхождения от человека, носившего имя, подчёркивающее власть.

Споров о происхождении немного. Версия, что фамилия восходит к монгольскому «мамет» (если такое слово и существует) — безосновательна; тюркская основа с именем Мухаммед и титулом хан не оставляет сомнений.