Фамилия Милтых — редкий пример так называемой «застывшей» формы родительного падежа множественного числа. Если не вдаваться в грамматику, суть проста: предка когда-то прозвали Милтый, а его детей и домочадцев в деревне называли «чьи?» — «Милтых». Со временем это указание на родство закрепилось как наследственная фамилия. Такой суффикс (-их/-ых) характерен для северных и сибирских говоров, а также для фамилий, возникших в среде черносошных крестьян и казачества. В центральной России и на юге чаще использовали -ов/-ев, а вот на Русском Севере и в Зауралье «Милтых» — абсолютно нормальная модель.

Основа фамилии — прилагательное «милтый». В современном русском языке такого слова нет, но в диалектах оно встречалось. В архангельских и вологодских говорах «милтый» означало «милый, приятный, любезный». Иногда с оттенком «тихий, покладистый» — так могли назвать человека с мягким характером. В некоторых местностях слово приобретало ироничную окраску: «милтый» — тот, кто слишком ласков или заискивает. Прозвище, скорее всего, дали по поведению, а не по внешности.

Вторая, менее вероятная версия — связь с украинским или белорусским «милтый» в значении «мелкий, небольшой». Но географическое распространение фамилии (она встречается преимущественно в Вологодской, Архангельской областях и в Пермском крае) указывает на севернорусские корни. В украинских землях модель на -ых вообще нехарактерна, поэтому версия с «мелким» — натяжка.

Встречаются варианты написания «Милтых» и «Милтых» (с ударением на первый или второй слог). В старых метрических книгах фамилию могли записать через «о» — «Молтых», но это, скорее всего, результат аканья или ошибки писаря. Однокоренные фамилии — Милков, Милютин, Миловидов — образованы от других форм того же корня, но «Милтых» стоит особняком: она сохранила архаичную грамматическую конструкцию, которая вышла из употребления ещё в XVIII веке.

Носителей фамилии немного. В открытых базах данных встречаются единичные упоминания в Вологодской области и в Сибири — в местах, куда в XIX веке переселялись крестьяне из северных губерний. Сословная принадлежность предков, скорее всего, крестьянская или мещанская: в дворянской среде фамилии на -их не приживались.