Фамилия Маметтохтаев — редкий пример сложения двух имён в одной основе. Она образована от составного личного имени Маметтохта, где первая часть — Мамет (диалектная форма имени Магомед, то есть Мухаммед), а вторая — Тохта (от тюркского «тохта» — «стой, остановись»; в именах часто выступало как оберег, пожелание остановить смерть или беду). Такие двусоставные имена характерны для кумыков, ногайцев и других тюркоязычных народов Дагестана и Северного Кавказа, где имя нередко скрепляли из двух разных слов, чтобы усилить его смысл или защитить ребёнка.

Суффикс -ев указывает на патронимическое происхождение: Маметтохтаев — буквально «сын Маметтохты». В русской передаче тюркских фамилий -ев (а не -ов) появляется после мягких и шипящих согласных, что здесь и закрепилось. Фамилия принадлежит к типичной для региона модели: основа — полное имя отца, оформленная русским суффиксом принадлежности.

Географически фамилия тяготеет к Дагестану, прежде всего к кумыкским районам (Хасавюртовский, Бабаюртовский) и к равнинным зонам, где кумыки традиционно живут. Встречается также у чеченцев-аккинцев, но реже. Сословно носители фамилии в XIX веке относились к свободным общинникам (узденям) или к крестьянам — титулованной знати среди кумыков с такой фамилией не зафиксировано, хотя отдельные ветви могли служить в царской администрации.

Однокоренные фамилии — Маметов, Тохтаев, Маметтохтаев — показывают, что имя Маметтохта могло дробиться: кто-то записывал потомков только по первой части, кто-то по второй. Сама же двойная форма сохранилась как более точный слепок полного имени, что для кавказской ономастики редкость: обычно сложные имена со временем редуцируются до одного компонента.