Фамилия Мельтюхов — один из тех случаев, когда за привычным русским окончанием -ов скрывается неочевидная основа. Разберём её по косточкам.

В основе фамилии лежит прозвище или нецерковное имя Мельтюх. Оно образовано от глагола «мельтешить» — суетиться, мелькать перед глазами, делать что-то быстро и беспорядочно. В северных и центральных русских говорах «мельтюх» или «мельтеха» — это непоседливый, суетливый человек, который всё время вертится, но толку от него мало. Прозвище давали либо слишком подвижному ребёнку, либо взрослому, который брался за всё сразу и ничего не доводил до конца.

Модель образования типична для русских фамилий XVI–XVII веков: суффикс -ов указывает на принадлежность («чей?» — сын Мельтюха). Сначала возникло отчество Мельтюхов, которое потом закрепилось как фамилия. Важная деталь: в отличие от множества фамилий на -ов, образованных от крестильных имён (Иван — Иванов), здесь основа — чисто прозвищная, бытовая. Это говорит о том, что предок носителя фамилии не был знатным человеком: прозвища в ту пору давали простым людям, чаще всего крестьянам или посадским.

Встречаются варианты написания: Мельтюхов и реже Мельтехов. Второй вариант — более прозрачный, от того же «мельтешить», но с усечением суффикса. Первый, с «ю», мог возникнуть из-за акающего произношения или под влиянием других говоров. Иногда фамилию путают с Мельтюковым (от имени Мелентий), но это разные корни: Мельтюхов — от суеты, Мельтюков — от греческого имени «заботливый».

Географически фамилия привязана к северо-западу России: чаще всего её носители встречаются в Псковской, Новгородской и Тверской областях. Это косвенно подтверждает говоровое происхождение: именно в этих краях слово «мельтюх» было в ходу. В южных областях фамилия редка.

Сословно — почти наверняка крестьянская. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано, и в дореволюционных справочниках привилегированных сословий она не значится. Зато в переписных книгах XVII–XVIII веков по Новгородской губернии можно найти запись о крестьянине Мельтюхе, отце которого прозвали за вечно мельтешащие руки.