Фамилия Мухамеджонов — наглядный пример того, как исламская именная традиция, пройдя через тюркскую языковую среду, адаптировалась к русской модели фамилии. Её основа — арабское имя Мухаммад (в тюркском произношении — Мухамеджан), где «Мухаммед» означает «восхваляемый», а «джан» — персидское слово «душа» или «дорогой». Таким образом, полное имя Мухамеджан переводится как «дорогой, как Мухаммад» или «душа Мухаммада», что является распространённым в Средней Азии составным именем-комплиментом.

Фамилия образована по русской патронимической модели с суффиксом -ов. К основе Мухамеджан добавили стандартный русский суффикс принадлежности, означающий «сын» или «потомок». Получается: «Мухамеджонов» — «сын Мухамеджана». Это типичный случай для фамилий народов Средней Азии и Поволжья, которые во времена Российской империи и в советский период оформляли свои родовые имена по русскому образцу: к тюркскому или арабскому имени прибавляли -ов/-ев.

Географически фамилия Мухамеджонов чаще всего встречается в Узбекистане, Таджикистане и среди татар. В русском написании она закрепилась именно с буквой «о» в суффиксе, хотя в оригинале может звучать как Мухамеджанов (с ударением на «а»). Разница в написании — «Мухамеджонов» вместо «Мухамеджанов» — может указывать на региональные особенности произношения или на ошибку при записи в паспортном столе, когда звук «а» в безударном положении заменили на «о».

Сословная принадлежность предков не зафиксирована в словарях, но, судя по модели, это фамилия не аристократическая, а народная: её носителями были, скорее всего, крестьяне, ремесленники или торговцы из оседлого населения Средней Азии. Фамилия не имеет отношения к русскому дворянству — она целиком принадлежит к пласту поздних искусственных фамилий, возникших в XIX–XX веках при русификации документов.