Фамилия Мирсаянова — женская форма фамилии Мирсаянов. Её основа восходит к составному личному имени Мирсаян, которое было распространено у татар, башкир и других тюркских народов, исповедующих ислам. Первая часть имени, «мир», — это искажённое арабское «эмир» (повелитель, князь) или «амир»; в тюркских языках оно часто означало «господин», «предводитель». Вторая часть, «саян», — имя арабского происхождения, означающее «сияющий», «лучезарный», «счастливый». Таким образом, имя Мирсаян можно перевести как «сияющий повелитель» или «счастливый господин».

Фамилия образована по стандартной для тюркских языков патронимической модели: к основе имени Мирсаян добавили русский суффикс -ов, который в русской среде закрепил принадлежность к роду. Суффикс -а в окончании указывает на то, что фамилия принадлежит женщине. Мужской вариант — Мирсаянов.

В отличие от многих русских фамилий, которые часто берут начало от прозвищ или профессий, Мирсаянова — «именная» фамилия. Её носители — потомки человека по имени Мирсаян. Такие фамилии особенно характерны для татарской и башкирской знати, духовенства и купечества, где имя отца служило родовым знаком. Встречается фамилия преимущественно в Татарстане, Башкортостане, а также в Оренбургской и Челябинской областях, где исторически компактно проживают тюркские народы.

Редкость фамилии объясняется тем, что имя Мирсаян не было столь же массовым, как, например, Ахмет или Гали. Это имя могло даваться в семьях, подчёркивающих высокий статус или религиозное благочестие. Встречается также вариант написания Мирсаянова с двойной «н» (Мирсаяннова), но он менее корректен с точки зрения словообразования: в основе имени уже есть конечная «н», и при добавлении суффикса -ов она не удваивается.