Фамилия Пальманова — довольно редкий случай в русской ономастике. Её основа, «Пальман», звучит нетипично для славянского уха: здесь нет привычных корней, связанных с ремёслами, животными или внешностью. Скорее всего, перед нами фамилия, образованная от прозвища или имени, заимствованного из западноевропейских языков, — и это её главная особенность.

Слово «Пальман» можно разобрать как сложение двух частей: «пальм-» (от латинского palma — «ладонь» или «пальма») и «-ман» (от немецкого Mann — «человек»). В немецком языке такие составные фамилии (например, Bergmann, Zimmermann) были очень распространены. Вероятнее всего, Пальман — это немецкое прозвище, которое дали человеку, имевшему отношение к пальмам: возможно, садовнику, торговавшему экзотическими растениями, или тому, кто жил в местности, где росли пальмы. Вторая версия, менее правдоподобная, связывает основу с латинским palma («ладонь») — тогда прозвище могло относиться к человеку с широкой или сильной ладонью, но для русского языка такое значение нехарактерно.

Суффикс «-ов» указывает на типичную русскую модель образования фамилий: Пальманов — это «сын Пальмана» или «принадлежащий Пальману». Женская форма Пальманова закрепилась в документах как вариант по мужу или отцу. Фамилия могла появиться в среде обрусевших немцев, которых в России было немало, особенно в XVIII–XIX веках: многие из них служили при дворе, работали врачами, аптекарями или садовниками. Географически такие фамилии чаще встречались в Санкт-Петербурге, Поволжье и на юге России, где существовали немецкие колонии.

Сравнение с однокоренными фамилиями (Пальмов, Пальмин) показывает разницу: Пальмов происходит напрямую от слова «пальма» (растение), а Пальмин — от имени Пальма (редкое календарное имя). Пальманов же стоит особняком из-за немецкого компонента. Учитывая редкость фамилии, её носители, скорее всего, происходят из одной или нескольких семей, сохранивших память о западном корне.