Фамилия Митяян — редкий случай, когда модель образования не менее интересна, чем основа. Сразу бросается в глаза суффикс -ян, характерный для армянских фамилий (Григорян, Акопян). Однако основа «Митя» не является типичным армянским именем — это уменьшительная форма русского имени Дмитрий (через вариант Митя). Скорее всего, перед нами фамилия, возникшая в русско-армянской среде: русское просторечное имя Митя (или Митяй) оформилось по армянской модели с суффиксом принадлежности -ян. В таком случае Митяян означает «из рода Мити», то есть потомок человека по прозвищу или уменьшительному имени Митя.

Есть и вторая, менее вероятная версия: в некоторых говорах юга России и Украины слово «митяй» (или «митя») могло означать «тихоня», «увалень» — от глагола «мититься» (медлить, колебаться). Если исходить из этого, прозвище Митяй дали неторопливому, спокойному человеку, а фамилия Митяян закрепилась уже за его потомками. Но эта гипотеза слабее, так как суффикс -ян в русских прозвищных фамилиях почти не встречается — он прочно ассоциируется с армянским ономастиконом.

Географически фамилия редкая, её носители встречаются в основном на Северном Кавказе и в Краснодарском крае — в зоне исторического смешения русского и армянского населения. В дореволюционных списках фамилия не фиксируется, что указывает на её позднее формирование, вероятно, уже в XIX–XX веках. В отличие от массовых фамилий на -ов/-ев, Митяян не говорит о сословной принадлежности предка: её могли носить и крестьяне, и мещане, в зависимости от того, в какой среде возникло прозвище.