Фамилия Сатурнова — женская форма фамилии Сатурнов. Её основа, Сатурн, почти наверняка не связана напрямую с планетой или древнеримским богом. В русских фамилиях имя римского божества встречается крайне редко и, как правило, в среде духовенства (семинарские фамилии), но для фамилии Сатурнов это маловероятно. Правдоподобнее другое: в основе лежит мирское прозвище или нецерковное имя Сатурн, которое могли дать ребёнку в крестьянской или посадской среде. Такие «языческие» имена, образованные от названий дней недели, планет или праздников, встречались на Руси, хотя и были редкостью. Например, имя Суббота известно по документам, а Сатурн могло быть просто «календарным» именем по дню рождения (суббота — dies Saturni в римской традиции).

Суффикс -ов типичен для русских фамилий, образованных от полных форм имён или прозвищ: Сатурн → сын Сатурна → Сатурнов. Таким образом, фамилия указывает на прямого предка по мужской линии по имени или прозвищу Сатурн. Кем был этот человек — сказать сложно. Возможно, он был выходцем из духовного сословия, где иногда давали «учёные» имена, но чаще всего такие прозвища возникали в народе. Не исключено, что Сатурном дразнили человека за медлительность, важность или, наоборот, за мрачный нрав — по ассоциации с богом времени, которого изображали суровым старцем.

География фамилии неширокая. Встречается она в основном в центральной России, единичные записи есть в архивах Воронежской и Тамбовской губерний, а также на Урале. В целом фамилия редкая, что делает её особенно ценной для генеалогического поиска: каждое документальное упоминание — это почти наверняка ниточка к конкретной семье.