Фамилия Мухранская — редкий случай, когда географическое название перешло в фамилию почти без изменений, сохранив свою первоначальную форму. В основе лежит топоним Мухрани — историческая область и селение в Восточной Грузии, в ущелье реки Ксани. В переводе с грузинского «мухрани» означает «дубовая роща» (от «муха» — дуб). Фамилия образована по русской модели с суффиксом -ск-, который в данном случае указывает на принадлежность к местности: Мухранская — «происходящая из Мухрани».

Обычно такие фамилии получали представители дворянских или княжеских родов, владевших землями в этой области. В Грузии известен княжеский род Мухранбатони (буквально «господа из Мухрани») — боковая ветвь картлийских царей. Однако фамилия Мухранская в русском контексте могла появиться и у людей, чьи предки переехали из Грузии в Российскую империю и получили фамилию по месту своего происхождения. Суффикс -ск- типичен для русских фамилий, образованных от географических названий, и он «обрусел» грузинскую основу.

Грамматически фамилия стоит в женском роде. Мужской вариант — Мухранский — встречается реже и мог бы указывать на прямого носителя. В дореволюционной России фамилии на -ский/-ская нередко носили представители духовенства или дворянства, но в случае с Мухранской географическая привязка настолько сильна, что социальный контекст вторичен. В современных архивах фамилия фиксируется преимущественно в крупных городах — Москве, Санкт-Петербурге, а также на юге России, что косвенно подтверждает её «миграционное» происхождение.

С точки зрения словообразования, фамилия прозрачна: корень мухран- и суффикс -ск- с окончанием -ая. Интересно, что в грузинском языке аналог звучал бы как Мухранели или Мухранишвили, но русская огласовка закрепила форму Мухранская, что делает её уникальным гибридом двух языковых традиций.