Фамилия Матисанов — это отчество, образованное от имени Матисан с помощью русского патронимического суффикса -ов. Само имя Матисан — сложное и редкое. Скорее всего, это составная форма, где первая часть восходит к крестильному имени Матвей (в его западнорусском или украинском варианте Матiй, Матис), а вторая — к популярному в прошлом суффиксу -ан, который в украинской и белорусской традиции часто прибавляли к именам для придания ласкательного или фамильярного оттенка. Таким образом, Матисан могло означать «Матюша» или «Матвейка».

Другая, менее вероятная версия связывает основу с тюркским именем Матис (от арабского «мати» — «знание»), но в таком случае фамилия скорее писалась бы через «з» (Матисанов — от Матис-ан). Географически фамилия тяготеет к юго-западу России и Украине: в старых переписях носители Матисановых встречаются в Черниговской и Полтавской губерниях. Суффикс -ов указывает, что предок был крещёным и фамилию дали по отцу в официальных документах, а не по прозвищу.

В XIX веке фамилия встречалась в основном среди мещан и однодворцев — потомков служилых людей, живших на южных рубежах. В отличие от более частых Матвеевых или Матисовых, форма Матисанов сохранила редкую промежуточную ступень — имя с двойным суффиксом, что делает её ценной для историков языка. В советских справочниках фамилию иногда ошибочно записывали как Матисанов (с одним «с»), но исходное написание с двумя «с» (Матисанов) закрепилось в паспортных системах большинства регионов.