Фамилия Майтомал — редкая, и её происхождение не лежит на поверхности. Скорее всего, это не русская фамилия в привычном понимании, а результат адаптации иноязычного прозвища или имени. Самое правдоподобное объяснение ведёт к тюркским или кавказским корням. В ряде тюркских языков «май» означает масло, жир, а «томал» или близкие формы могут быть связаны с глаголом «резать», «рубить» или с понятием «кусок». Получается прозвище «Маслорез» или «Тот, кто режет масло» — возможно, так называли сыровара, торговца маслом или человека, занимавшегося забоем скота. Вторая версия, менее вероятная, но возможная — искажённое «Май-Томал» от имени Май (в значении «лунный», «красивый») и тюркского «томал» (круглый, полный). Тогда это прозвище по внешности: «Красивый и полный».

Суффикса -ов/-ев или -ин в фамилии нет, что сразу указывает на её нерусское, скорее всего, восточное происхождение. В русском языке фамилия закрепилась в неизменной форме, как это часто бывало с прозвищами выходцев из Золотой Орды или народов Кавказа. Если предки Майтомалов жили в России, они могли быть из числа служилых татар, башкир или ногайцев, перешедших на русскую службу и получивших землю. Фамилия могла возникнуть и в среде горских евреев или народов Дагестана, где подобные прозвища по ремеслу были обычны.

Встречаемость фамилии крайне низкая. Основные носители, судя по открытым данным, живут в Татарстане, Башкортостане и на Северном Кавказе, что косвенно подтверждает тюркскую версию. Однокоренных фамилий в русском языке нет — это говорит о том, что прозвище было очень конкретным и не породило цепочки вариантов. Ономастические словари эту фамилию не фиксируют, что делает её разбор почти полностью гипотетическим, но логика словообразования и география бытования указывают именно на ремесленное прозвище, связанное с маслом или жиром.