Фамилия Мироова — редкий и необычный случай в русской антропонимии. На первый взгляд она кажется образованной по стандартной патронимической модели, но суффикс -ов указывает на мужскую форму, тогда как окончание -а — на женскую. В русской традиции фамилии на -ов редко заканчиваются на -а в именительном падеже (исключения вроде «Плевако» — единичны). Скорее всего, перед нами женский вариант фамилии Мироов, который закрепился в документах. Такое случалось, если женщина была главой семьи или вдовой, и запись оформили на неё, а мужская форма со временем утратилась.

Основа фамилии — Миро. Это может быть разговорная форма крестильного имени Мирон (от греческого «миро» — благовонное масло). В быту имя Мирон часто сокращали до Миро, отсюда пошли фамилии Миронов, Мироновский и, реже, Мироов. Второй вариант — прозвище Миро, которое могли дать человеку, связанному с производством или продажей мира (ароматического масла), либо служителю церкви, использовавшему миро в обрядах. Третья, менее вероятная версия — от названия села Мирово или Мироево, но в таком случае ожидалась бы фамилия Мировский.

Модель Миро-ов-а указывает на принадлежность: буквально «дочь или жена Миро». Суффикс -ов здесь присоединён к основе, оканчивающейся на гласный, что в русском языке встречается редко. Обычно в таких случаях появляется интерфикс -й- (Миро-й-ов), но его отсутствие говорит либо о диалектном произношении, либо о влиянии украинской или белорусской традиции, где усечение основ встречается чаще. Географически фамилия могла возникнуть на юге России или в Поволжье, где смешивались диалекты.

По сословной принадлежности предки Мироовых могли быть крестьянами или мещанами. Дворянские фамилии с такой основой и окончанием — редкость. В доступных источниках известных носителей фамилии Мироова не зафиксировано, что подтверждает её локальный и, вероятно, исчезающий характер. Сегодня она может принадлежать всего нескольким семьям, а её написание с двумя «о» подряд («Мироова») иногда путают с более распространённой фамилией Миронова.