Фамилия Пихтелькова — женская форма, а мужская, Пихтельков, образована по самой распространённой в русском языке модели: от основы на твёрдый согласный с помощью суффикса -ов. В основе лежит прозвище или нецерковное имя Пихтель. Ключевой вопрос — что означало это слово.

Самая вероятная версия связывает Пихтеля с диалектным словом «пихтель» — так в некоторых говорах (прежде всего северных и сибирских) называли пихту или, реже, мелкий ельник. В этом случае прозвище мог получить человек, живший в густом хвойном лесу, либо выходец из местности, где преобладала пихта. Фамилии от названий деревьев — явление обычное (Соснов, Берёзкин, Дубов), но Пихтельков стоит в этом ряду особняком: исходное слово «пихтель» почти не встречается в литературном языке, а значит, фамилия крепко привязана к конкретному диалектному ареалу.

Менее распространённая, но не лишённая оснований версия — отглагольная. В русских говорах бытовал глагол «пихтель» (или «пихтить») — делать что-то с усилием, пихать, толкать, а также говорить невнятно, бормотать. Прозвище Пихтель в таком случае могло относиться к человеку медлительному, неуклюжему или, наоборот, настырному, «толкающемуся». Однако эта гипотеза слабее: глагол «пихтель» крайне редок, его фиксации единичны, тогда как связь с «пихтой» и лесом — более прямая и географически подтверждённая.

Словообразовательный суффикс -к- в основе (Пихтель-к-ов) указывает на то, что прозвище Пихтель, скорее всего, было уменьшительным или уничижительным: Пихтель — не просто «пихта», а «маленькая пихточка». Но в фамилиях такие формы часто теряют первоначальный оттенок и закрепляются как нейтральные родовые именования.

Географически фамилия Пихтельков встречается спорадически, без явного гнезда в одном регионе, но следы ведут на север и северо-восток европейской части России — в Архангельскую, Вологодскую, Кировскую области, а также в Сибирь. Это совпадает с ареалом распространения пихты и диалектного слова «пихтель».

Таким образом, носитель фамилии Пихтельков, скорее всего, ведёт род от человека, жившего в хвойном лесу или получившего прозвище по месту жительства. Фамилия редкая, недворянская, крестьянская или мещанская по происхождению, и её главная ценность — в сохранении почти забытого диалектного слова, которое в современном языке не употребляется.