Фамилия Мухамметжанов — одна из тех, что безошибочно указывает на мусульманскую, скорее всего тюрко-персидскую, культурную традицию, причём довольно позднюю по времени оформления. Её основа — личное имя Мухамметжан, где «Мухаммет» — это арабское имя пророка (в русской передаче чаще пишут «Мухаммед», «Магомед»), а «жан» — персидское слово, означающее «душа», «жизнь», «любимый». В составе сложных имён «жан» выполняет роль ласкательного или уважительного компонента: «Мухамметжан» можно перевести как «дорогой, как душа, Мухаммет» или «Мухаммет-душа».

Словообразовательная модель здесь простая и типичная для русской паспортной системы. Суффикс -ов присоединили к имени Мухамметжан, чтобы получить фамилию, отвечающую на вопрос «чей?» — то есть «сын Мухамметжана». Такой способ русификации мусульманских имён массово применялся в XIX–XX веках при выдаче документов, сначала в Российской империи, потом в СССР. В отличие от старых русских фамилий на -ин или -ский, эта фамилия «моложе» и почти наверняка возникла в эпоху, когда государство требовало обязательных фамилий у всех подданных.

Географически фамилия Мухамметжанов наиболее распространена в среде казанских татар, башкир и других тюркских народов Поволжья и Приуралья. Встречается она и в Средней Азии, но там более характерны варианты без русского суффикса (просто Мухамметжанов — это скорее «русскоязычная» запись). Двойной суффикс (имя + -жан + -ов) — отличительная черта: если бы фамилия оформилась в арабо-мусульманской традиции, она осталась бы просто Мухамметжан, без окончания.

Интересно, что в написании фамилии возможны варианты: Мухаметжанов, Мухаммаджанов. Двойная «м» в корне и «т» вместо «д» — результат адаптации арабского имени через тюркские языки, где звук «д» на конце часто оглушается. В официальных документах советского периода закрепилась именно форма Мухамметжанов, хотя с точки зрения арабской орфографии правильнее было бы «Мухаммаджанов».

Социальный статус предков носителя фамилии, скорее всего, был крестьянским или ремесленным. Фамилия не указывает на дворянское или духовное происхождение — это «отчество в третьем поколении», которое получили простые люди, записанные по имени отца. Ничего не говорит она и о конкретном занятии: ремесло или сословие здесь не зашифрованы, только личное имя.