Фамилия Мельтишинов — редкая, и её происхождение не лежит на поверхности. В ней нет очевидного корня, знакомого по распространённым фамилиям, поэтому разбирать её приходится по косвенным признакам: по модели образования и по созвучию с известными словами и фамилиями.

Первое, что бросается в глаза, — суффикс -инов. Это вариант более частого -ов, который присоединяют к основам, оканчивающимся на мягкий согласный или на -и. В данном случае основа — Мельтишин-. Следовательно, фамилия образована от прозвища или имени Мельтиша, а точнее — от его притяжательной формы («чей?» — Мельтишин), к которой затем добавили фамильный суффикс. Такая двухступенчатая модель (прозвище → отчество на -ин → фамилия на -ов) встречается, но нечасто; обычно фамилии на -инов возникали, когда исходное отчество уже звучало как Мельтишин, и его «дооформляли» под более привычный стандарт.

Что могло значить прозвище Мельтиша? Самое прямое объяснение лежит в диалектном глаголе «мельтишить» — мелькать, маячить, суетиться, делать что-то быстро и неосновательно. В говорах северо-запада и центра России так говорили о человеке, который постоянно на виду, вертится, суетится или делает мелкую, быструю работу. Прозвище Мельтиша могли дать непоседливому, подвижному человеку — не в обиду, а как меткую бытовую характеристику.

Есть и вторая, менее вероятная версия. Фамилия может быть связана с тюркским корнем, но её окончание на -инов и русская суффиксация говорят о том, что даже если в основе лежит иноязычное слово, оно уже давно было переосмыслено и русифицировано. Например, в тюркских языках есть слово «мельте» (в разных диалектах — «мельтемек» — суетиться, мелькать), что даёт то же смысловое поле. Однако версия с русским диалектным глаголом выглядит проще и естественнее, потому что не требует сложных заимствований.

С географией фамилии всё скупо. Фамилия Мельтишинов не массовая, в дореволюционных справочниках и переписях она почти не встречается. Можно предположить, что её носители жили в районах бытования слова «мельтишить» — это Вологодская, Архангельская, Костромская, Ярославская губернии. Там же встречаются однокоренные фамилии: Мельтихин, Мельтихов, Мельтишев. Сравнение с ними подтверждает, что основа мельт- в русской ономастике связана именно с суетой и мельканием.

Сословная принадлежность носителей фамилии неясна. В XIX веке фамилии на -инов чаще носили крестьяне и мещане, но без точных записей по конкретному роду утверждать что-либо рискованно. Главное, что можно сказать с уверенностью: предок современного Мельтишинова получил прозвище за характер или манеру поведения — за то, что «мельтишил», то есть был проворным, юрким, вездесущим человеком. Фамилия сохранила эту бытовую наблюдательность, и в этом её ценность.