Фамилия Мухенберг — редкий для России случай, когда немецкая фамилия прижилась в русском языке без переделки. Её основа — немецкое Mühlenberg, что буквально означает «мельничная гора». В немецкой ономастике такие фамилии относятся к топонимическим: их давали человеку, жившему у мельницы на возвышенности, либо выходцу из одноимённого населённого пункта. В Германии и Австрии существует несколько реальных мест с названием Mühlenberg, и фамилия встречается там нередко.

В русском контексте фамилия Мухенберг — почти наверняка обрусевшая немецкая, принесённая в Россию переселенцами XVIII–XIX веков. Немецкие колонисты, которых приглашали Екатерина II и Александр I, селились в Поволжье, на юге Украины, в Причерноморье. Многие из них носили фамилии, образованные от ландшафта или занятий, и Mühlenberg — одна из таких. При записи в русские документы немецкое ü передавали через «ю» или «у» (реже через «и»), а окончание -berg — как «берг», реже «бург». Форма Мухенберг — это транслитерация, где «х» возникло из-за особенностей произношения немецкого ch.

Словообразовательная модель проста: Mühle (мельница) + Berg (гора). Суффикса, характерного для русских фамилий, здесь нет — это чистая основа, которая не переоформлялась. Отсутствие окончания -ов/-ев, -ин указывает на иноязычное происхождение. В дореволюционных метрических книгах фамилия могла писаться иначе: Мюленберг, Мюльберг, Муленберг. Вариант Мухенберг — результат адаптации к русской фонетике, где «ю» после «м» часто переходило в «у», а мягкое «ль» — в твёрдое «л».

Социальный контекст: носители фамилии Мухенберг в Российской империи — это в основном крестьяне-колонисты, ремесленники или мещане. Дворянского происхождения у неё нет, если только не было случая пожалования титула конкретной ветви — но таких данных по фамилии нет. В советское время фамилия встречалась редко, в основном в местах компактного проживания немцев: Саратовская область, Башкортостан, Омская область.

Если сравнивать с однокоренными русскими фамилиями — Мельников, Мельниченко — то Мухенберг стоит особняком. У них общее ядро «мельница», но образование разное: русские фамилии — от названия профессии, немецкая — от места. Поэтому предок-носитель фамилии Мухенберг не обязательно был мельником: он мог просто жить рядом с мельницей на холме.