Фамилия Мельханова — самобытный памятник восточной культуры, и её разбор требует внимания к двум разным пластам. В основе лежит именование Мельхан, которое складывается из двух самостоятельных корней, и каждый из них указывает на определённую традицию.

Первая часть, Мель-, с большой долей вероятности восходит к арабскому mella — «мулла». Так называли не просто служителя культа, а образованного человека: учителя, наставника, проповедника, знатока письменного слова. Вторая часть — хан — напрямую связана с тюркскими титулами «хаган, хакан, каган», то есть «властитель, монарх». Сочетание духовного и светского начал в одном имени выглядит необычно, но для восточной антропонимии такое соединение встречается: оно подчёркивало высокий статус рода, где уважение к знанию соединялось с представлением о силе.

Словообразовательная модель фамилии типична для русской традиции: суффикс -ов присоединился к основе Мельхан, образовав притяжательное прилагательное, которое затем закрепилось как фамилия. То есть Мельханов — буквально «сын Мельхана», «из рода Мельхана». А вот суффикс -огло/-оглу/-оглы, о котором часто упоминают в связи с тюркскими фамилиями, здесь отсутствует — он характерен для турецких, гагаузских и других тюркских языков, но в данном случае русское оформление полностью вытеснило его.

Спорный момент — происхождение самого имени Мельхан. Версия с арабским mella и тюркским хан выглядит правдоподобной, но возможна и более простая трактовка: Мельхан могло быть народной формой какого-либо мусульманского имени, адаптированной в устной речи. Однако вторая основа, хан, настолько широко бытовала в составе составных имён от Поволжья до Средней Азии, что связывать её именно с титулом правителя — самое надёжное объяснение.

Социальный контекст фамилии говорит о том, что её носители, вероятно, происходили из среды, где исламская образованность и тюркская знать переплетались. Это могли быть семьи мулл, служителей мечети или потомки местных родов, принявших русское фамильное оформление после вхождения их земель в состав Российской империи. Точных дат и имён первых Мельхановых в открытых источниках нет, но сам факт сохранения восточной основы в русской фамилии указывает на давние межкультурные контакты.