Фамилия Мухаметьзянов — яркий пример арабо-тюркского именослова, адаптированного русской грамматикой. В её основе лежит сложное мужское имя Мухаметьзян, которое состоит из двух частей: «Мухаммет» (араб. «восхваляемый», эпитет пророка Мухаммеда) и «зян» (от перс. «джан» — «душа», «жизнь»). Таким образом, имя означает «душа Мухаммеда» или «живущий для Мухаммеда» — типичная для татарской и башкирской традиции формула религиозной преданности.

Фамилия образована по русской модели с патронимическим суффиксом «-ов»: Мухаметьзянов — буквально «сын Мухаметьзяна». Хотя суффикс «-ов» самый распространённый в России, в сочетании с нерусским корнем он чётко указывает на то, что фамилию официально зафиксировали в XIX — начале XX века, когда татар и башкир массово вносили в метрические книги и ревизские сказки, переоформляя отчества в фамилии по общеимперскому стандарту.

Географически фамилия почти не встречается за пределами Волго-Уральского региона. Основной ареал — Татарстан, Башкортостан и соседние области (Оренбургская, Челябинская). Это сразу сужает круг поиска предков: с высокой вероятностью они были оседлыми земледельцами или торговцами из казанских или уфимских татар, реже — башкирами. Дворянских родов с такой фамилией не было, так как татарская знать (мурзы) обычно оформляла фамилии иначе — через «-ин» или без суффикса.

С точки зрения словообразования интересна форма основы. В татарском языке имя чаще звучит как Мөхәммәтҗан (Мөхәммәт + җан). Русское написание «Мухаметьзян» закрепило произношение с мягким «ть» и сохранило «е» в первом слоге — это характерная черта письменной фиксации татарских имён в дореволюционных документах. Если бы фамилию записывали сегодня по современным правилам транслитерации, она могла бы выглядеть как Мухамматзянов или Мухаметзянов (вариант без «ь» тоже существует, но реже).