Фамилия Мухамедзерова — женская форма фамилии Мухамедзеров, которая образована от мужского имени Мухамедзер. Это имя составное, типичное для тюрко-мусульманской ономастики: первая часть «Мухамед» (араб. «восхваляемый», одно из имен пророка) соединяется с компонентом «зер». Вторая часть — персидское слово «зер» (золото) или его тюркский вариант. Вместе имя Мухамедзер означает «золото Мухамеда» или «драгоценный, как Мухамед». Такая модель сложения имени с эпитетом (например, Мухамедджан — «душа Мухамеда», Мухамедмин — «верный Мухамеду») встречается у татар, башкир, народов Кавказа и Средней Азии.

Суффикс -ов в мужской форме Мухамедзеров — русский патронимический показатель, который в XIX–XX веках добавляли к фамилиям нерусских народов при русификации документов. Это значит, что предок носителя фамилии, скорее всего, был мусульманином (татарином, башкиром, азербайджанцем или представителем другого тюркоязычного народа), жившим в Российской империи. Окончание -а в женском варианте Мухамедзерова указывает на принадлежность женщине, по обычной русской грамматике.

Фамилия редкая и географически привязана в основном к регионам с татарским и башкирским населением — Татарстан, Башкортостан, Оренбургская область, а также к некоторым районам Азербайджана и Дагестана, где встречается имя Зер (Зэр) как самостоятельное или в составе. В отличие от массовых фамилий вроде Мухамедов, Мухамедзерова сохраняет уникальную вторую часть, что делает её хорошим маркером конкретной родовой линии — возможно, предка прозвали «золотым» за богатство, ремесло ювелира или просто как ласковое прозвище.

В дореволюционных метрических книгах и переписях фамилия почти не фиксируется: она возникла поздно, в советское время, когда окончательно закрепились паспортные формы. Поэтому точных сведений о сословии предков нет, но по модели образования (от личного имени, а не от профессии) можно предположить, что основатель рода не был крепостным крестьянином — такие фамилии чаще давали по имени отца, а не по социальному статусу.