Фамилия Мотохин образована от прозвища или мирского имени Мотоха. Словообразовательная модель здесь простая и прозрачная: суффикс -ин указывает на принадлежность, то есть Мотохин буквально означает «сын Мотохи», «человек из рода Мотохи». Такие фамилии на -ин характерны для северных и центральных областей России и часто возникали от личных имён, прозвищ или названий профессий.

Корень «мот-» в русских говорах многозначен. Самое вероятное объяснение — связь с глаголом «мотать». В диалектах «мотоха» — это человек, который мотает, то есть наматывает нитки или пряжу. В этом случае предок Мотохин мог быть прядильщиком, ткачом или торговцем нитками. Но есть и другое, более распространённое в народной речи значение: «мотоха» — непоседа, суетливый, беспокойный человек, или, наоборот, тот, кто мотается без дела, бродяга. В некоторых областях так называли мотов, то есть людей, склонных к беспорядочным тратам. Какая из версий верна, сказать трудно — прозвища часто давались по внешним чертам или поведению, а не по роду занятий.

Фамилия редкая, не относится к числу массовых. По переписям и архивным данным, Мотохины встречаются преимущественно в Поволжье и на Урале, особенно в Пермском крае и Кировской области. Это косвенно подтверждает севернорусское происхождение: именно в этих регионах фамилии на -ин от прозвищ с суффиксом -ох-/-ех- (Мотоха, Метеха, Смехота) были обычным делом. В словарях русских фамилий (например, у Б. Унбегауна) Мотохин не выделяется отдельно, но модель образования типична для XVI–XVII веков, когда крестьяне и посадские люди получали фамилии по отцу или деду.

В написании фамилии стоит обратить внимание на ударение: в большинстве случаев оно падает на второй слог — Мотóхин, хотя в редких говорах возможно Мóтохин. Вариантов с буквой «а» в корне (Матохин) не зафиксировано, это отдельная фамилия, возможно, от имени Матфей.