Фамилия Нурмухан — яркий пример того, как имя человека, пройдя через столетия, закрепилось за его потомками. По своей структуре это чисто тюркская, в первую очередь казахская, фамилия, образованная без русского суффикса, что сразу отличает её от большинства русских фамилий. Основа здесь — личное мужское имя Нурмухан, которое состоит из двух корней: «нур» (свет, луч, сияние, а в переносном смысле — благодать, просветление) и «мухан» (фонетический вариант имени Мухаммед, которое значит «восхваляемый», «достохвальный»). Таким образом, имя Нурмухан переводится как «Свет Мухаммеда», «Сияние пророка» или «Благодать восхваляемого».

Модель образования фамилии предельно проста и характерна для многих народов Центральной Азии: имя отца или предка (в данном случае Нурмухан) перешло в разряд фамилий без каких-либо добавлений. В русской паспортной системе такие фамилии часто склоняются (Нурмухана, Нурмухану), хотя в родной языковой среде они неизменяемы. То, что фамилия не получила суффиксов -ов, -ев или -ин, говорит о её относительно позднем оформлении в официальных документах — скорее всего, в первой половине XX века, когда советская власть массово фиксировала фамилии у казахов и других тюркских народов.

Носители фамилии Нурмухан, скорее всего, происходят из среды, где высоко ценились религиозные имена. Имя Мухаммед и его производные (Махан, Мухан, Нурмухан) были широко распространены среди казахов, киргизов, а также у татар и башкир. В родословной предка, вероятно, был человек по имени Нурмухан — уважаемый аксакал, знаток традиций или просто человек, получивший имя в честь пророка с пожеланием светлой жизни. Фамилия не привязана к конкретному ремеслу или месту жительства: она целиком и полностью восходит к личному имени, что делает её «патронимической» в чистом виде.

Сравнение с однокоренными фамилиями, такими как Нурмуханов, Нурмухамедов или просто Муханов, показывает, что Нурмухан — более архаичная и «компактная» форма, сохранившая первоначальное имя без наращивания суффиксов. Встретить её можно преимущественно в Казахстане, а также среди казахской диаспоры. Географически она не привязана к одному региону: носители живут как в южных областях, так и в северных, что подтверждает её общеказахский характер.