Фамилия Моксунова — редкая и территориально привязанная. Её основа восходит к топониму или гидрониму: на севере Европейской части России, в бассейне Печоры, протекает река Моксун (приток Пижмы). В этих местах (Республика Коми, Архангельская область) могли образовать фамилию по названию реки или селения. Житель с берегов Моксуна получал прозвище Моксун, а его потомки — фамилию Моксуновы.

Суффикс -ов указывает на стандартную русскую патронимическую модель: «чей?» — Моксунов, то есть сын или потомок человека по прозвищу Моксун. Окончание -а в женском роде не меняет смысла. Мужской вариант — Моксунов.

Вторая, менее вероятная версия — связь с диалектным словом «моксун» (разновидность рыбы, сиг). В говорах Русского Севера так могли называть рыбака или человека с «рыбьей» внешностью. Однако гидронимическое происхождение надёжнее: названия рек часто становятся прозвищами первых поселенцев, и фамилия закрепляется за целым родом.

Фамилия не имеет отношения к тюркским или финно-угорским корням, хотя звучит необычно для русского уха. Она целиком вписана в севернорусскую ономастику, где много фамилий от местных рек и урочищ. Встречаемость низкая — носители сосредоточены в основном в Республике Коми и соседних областях.

Сословно Моксуновы, скорее всего, происходили из государственных крестьян или мещан — дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано. Никаких громких исторических личностей под этой фамилией не известно, что типично для фамилий, образованных от локальных географических названий: они оставались в пределах одного уезда или волости.