Фамилия Митликина — женская форма фамилии Митликин. Она образована по самой распространённой в русском языке модели: с помощью суффикса -ин, который указывает на принадлежность. В прямом значении Митликина — это «дочь или жена человека по фамилии Митликин». Сама же основа фамилии — прозвище или мирское имя Митлика.

Здесь начинается самое интересное. Корень «Митл-» неочевиден и редок для русских фамилий. Скорее всего, он восходит к диалектному или профессиональному прозвищу. В южнорусских и украинских говорах слово «митли́к» (или «метли́к») означало мотылька, бабочку. Прозвище Митлика могли дать человеку суетливому, лёгкому или, напротив, тому, кто «порхал» по жизни, не задерживаясь на одном месте. Такие прозвища от названий насекомых встречаются, но нечасто — это отличает фамилию от более привычных Ивановых или Кузнецовых.

Другая, менее вероятная версия связывает фамилию с инструментом — метлой или её уменьшительной формой «мёлка» (от «мести»). Но в этом случае ожидалась бы форма Метликин, а не Митликин. Написание через «и» (Митликин) скорее указывает на акающее произношение — в говорах, где «е» звучит как «и», слово «метлик» на письме закрепилось как «митлик». То есть фамилия могла возникнуть в среде, где говорили «митла» вместо «метла».

С географической точки зрения фамилия Митликин и её производные встречаются спорадически, в основном на юге России и в Поволжье. Это не массовая фамилия, что говорит о её локальном происхождении — от прозвища одного человека, которое закрепилось за его потомками в конкретной местности. Сословных ограничений у неё нет: такую фамилию мог получить и крестьянин, и мещанин, если прозвище было метким и прижилось.

Таким образом, в основе фамилии Митликина лежит не церковное имя, а живое народное прозвище, связанное с миром насекомых или диалектным названием предмета. Носительница этой фамилии может с большой вероятностью считать своим предком человека по прозвищу Митлика — возможно, лёгкого, подвижного или работавшего с метлой.