Фамилия Самарханов по своему строению — классическая русская патронимическая фамилия, образованная по тюрко-татарской модели с помощью суффикса -ов. Основа здесь — личное имя Самархан, которое бытовало у татар, башкир и некоторых народов Кавказа. В имени два корня: «Самар» (от названия города Самарканд или от тюркского «самар» — «мешок, сума») и «хан» (титул правителя, князя). Буквально имя можно перевести как «хан из Самарканда» или «хан, владеющий казной». Встречается и более прозаичная версия: Самархан как сложение имени Самар и почётного компонента «хан», который в именах часто не означал реального ханского титула, а служил пожеланием знатности.

Главная особенность этой фамилии — её редкая морфология. В отличие от частых русских фамилий на -ин или -ов от крестильных имён, Самарханов сохраняет прозрачную тюркскую основу, не адаптированную под славянскую фонетику. Это указывает на то, что предок носителя фамилии был крещён или перешёл в православие, но его родовое имя сохранили в документах без изменений. Если бы фамилия формировалась в русской среде изначально, имя Самархан превратилось бы в Самарханов или Самарханский, но в реальности мы видим почти точную запись исходного антропонима.

Географически фамилия Самарханов встречается в основном в Поволжье (Татарстан, Башкортостан, Оренбуржье) и на Северном Кавказе, особенно у ногайцев и кумыков. В дореволюционных метрических книгах эта фамилия почти не фиксируется, что говорит о её позднем закреплении — вероятно, в конце XIX — начале XX века, когда у тюркских народов начался массовый переход от имён к фамилиям. Предки Самархановых могли быть торговцами, перегонявшими скот или товары по маршрутам Средней Азии, либо служилыми людьми на окраинах империи.

Спорный момент — возможная связь с арабским корнем «самар» (плод, результат). Но в тюркских языках это слово не дало продуктивных имён, а имя Самархан встречается именно в татарских и ногайских родословных, так что версия с Самаркандом выглядит надёжнее. Ударение в фамилии, судя по современным носителям, падает на второй слог: Сама́рханов.