Фамилия Нуралхан — редкий случай в русском ономастиконе. Она не вписывается в привычные модели образования на -ов, -ин или -ский, и её носители в России — это, скорее всего, потомки выходцев из Центральной Азии или Кавказа. Слово состоит из двух тюркских корней: «нур» (свет, луч) и «алхан» (от «ал» — брать, либо как часть имени «Алхан»). Вместе это можно прочитать как «светлый правитель» или «взявший свет», но точнее — как сложное личное имя, которое позже закрепилось в качестве фамилии.

Самая вероятная версия происхождения — от мужского имени Нуралхан, распространённого у казахов, узбеков и отчасти у татар. В тюркской традиции имена с компонентом «хан» (владыка, правитель) давали не обязательно знати: это был способ пожелать мальчику силы и достоинства. Первая часть «нур» — арабское заимствование, популярное в исламской культуре. Таким образом, Нуралхан — это «хан света» или «сияющий владыка». Фамилией имя стало, когда дети и внуки Нуралхана начали передавать его как родовое прозвище.

Географически фамилия тяготеет к Казахстану, Киргизии и северным регионам Узбекистана. В России она встречается в основном в среде татар и башкир, но крайне редко. Из-за отсутствия типичного русского суффикса (как -ов в фамилии Нуралханов) она не ассимилировалась в стандартную модель — это говорит о том, что её носители в какой-то момент не переоформляли фамилию по русскому образцу, а сохранили исходную форму имени.

Если рассматривать социальный контекст, то в XIX — начале XX века такие сложные имена с «ханом» чаще встречались у зажиточных скотоводов, старшин или уважаемых старейшин, но не обязательно у аристократии. Имя могло быть дано и в бедной семье как благопожелание. Фамилия Нуралхан не имеет вариантов с суффиксами вроде -ов или -ев, что делает её морфологически неизменяемой в русском языке — она не склоняется, если принадлежит мужчине, и склоняется как существительное женского рода, если принадлежит женщине.

Сравнение с однокоренными фамилиями вроде Нуралиев или Нурханов показывает, что Нуралхан — более архаичная форма, где имя не переделали под русский патроним. Это делает фамилию своеобразным маркером: её носители, вероятно, сохранили прямую связь с дореволюционной тюркской ономастикой, не пройдя через этап русификации.