Фамилия Остяков в своей основе почти всегда указывает на прозвище Остяк. Так вплоть до начала XX века в официальных документах и в быту называли коренные народы Сибири — прежде всего хантов, а также кетов и селькупов. Поэтому первое, что приходит на ум при разборе фамилии, — национальная принадлежность предка.

Словообразовательная модель здесь простая и типичная для русских фамилий: прозвище Остяк + патронимический суффикс -ов. Отчество по отцу Остяков сын со временем закрепилось как фамилия. Большая часть таких фамилий на -ов образовалась в центральной России не позже XVII–XVIII веков, когда прозвища начали переходить в наследственные именования.

Но не всё так однозначно с этнической подоплёкой. В Сибири, где русские поселенцы жили бок о бок с хантами и селькупами, прозвище Остяк могли дать не только человеку нерусского происхождения. Так нередко называли русского, который долго прожил среди остяков, перенял их быт, хорошо знал их язык или торговал с ними. В этом случае фамилия фиксирует не кровь, а образ жизни или род занятий предка.

Есть и более прозаичный вариант, который ономасты часто держат в уме. Прозвища, производные от этнонимов, в крестьянской среде давались не столько по паспорту, сколько по внешности, характеру или поведению. Остяком могли окрестить молчаливого, замкнутого человека или того, кто носил одежду, напоминающую северную. Так что фамилия Остяков не обязательно означает, что предок был хантом или кетом — она могла отражать восприятие его окружающими.

География фамилии тоже говорит в пользу сибирской версии. Остяковы чаще всего встречаются в Тюменской, Томской, Омской областях и в других регионах за Уралом — там, где русские контактировали с остяками особенно плотно. В европейской части России фамилия заметно реже, что косвенно подтверждает её сибирское происхождение.

Стоит упомянуть и о том, что слово «остяк» в XIX веке постепенно вытеснялось из официального употребления этнонимом «ханты», а в советское время и вовсе исчезло из обихода. Фамилия же осталась живым напоминанием о той эпохе, когда Сибирь осваивалась русскими первопроходцами, а её коренные жители получали в документах обобщённое название.

Если говорить о возможных однокоренных родственниках, то рядом с Остяковым стоят фамилии Остяковский (более поздняя, по месту жительства или происхождению) и Остяковцев (указывающая на выходца из остяцких земель). Все они восходят к одному корню, но Остяков — самая древняя и прямая по форме.