Фамилия Мечтанов — редкий случай в русской ономастике, когда прозвище образовано от абстрактного понятия, а не от профессии, внешности или имени. Основа — слово «мечта», но не в современном значении «заветное желание», а в старом, диалектном. В говорах северных и центральных губерний «мечта» означала нечто призрачное, видение, наваждение или причуду. Так могли прозвать человека задумчивого, рассеянного, живущего в своих мыслях, либо, наоборот, выдумщика и фантазёра, рассказы которого окружающие считали пустыми бреднями. В словаре Даля зафиксировано: «мечтать» — играть воображением, а «мечт» — призрак. Таким образом, первый Мечтанов — это, скорее всего, «сын Мечтана», то есть человека, за которым закрепилось прозвище за склонность к фантазиям или странное поведение.

Модель образования типична для русских фамилий: суффикс -ов присоединялся к основе, оканчивающейся на твёрдый согласный. Если бы прозвище звучало как Мечта, а не Мечтан, фамилия была бы Мечтин. Форма на -ан указывает на то, что в основе лежало именно прозвище Мечтан, а не напрямую слово «мечта». По законам русской антропонимии, такие прозвища часто давали с оттенком ласкательности или иронии (сравните: Добрыня — Добрынян, Ульян — Ульян).

Географически фамилия встречается рассеянно, без ярко выраженного гнезда. Можно предположить, что её носители — выходцы из северорусских областей, где диалектное слово «мечта» было в ходу. В официальных документах XVII–XVIII веков фамилия не фиксируется, что говорит о её более позднем оформлении, вероятно, уже после отмены крепостного права, когда крестьяне массово получали фамилии по прозвищам. В дворянских родословных книгах Мечтановы не значатся — это фамилия крестьянского или мещанского сословия.

В современном русском языке фамилия звучит поэтично, но её исконный смысл не имеет отношения к романтике. Предок-Мечтанов был не поэтом, а чудаком, которого в деревне дразнили за то, что он «мечты гоняет» или видит то, чего нет.