Фамилия Шамаханова — редкий случай, когда географическое название почти наверняка перешло в прозвище, а затем и в фамилию, минуя стадию крестильного имени. Основа здесь — «Шамахан» или «Шамаха». Первое, что приходит на ум, — город Шемаха в Азербайджане, древняя столица Ширвана. В русской литературе и фольклоре «шамаханская царица» из пушкинской «Сказки о золотом петушке» закрепила за словом экзотический, восточный оттенок. Однако носитель фамилии мог и не иметь прямого отношения к кавказскому городу.

Словообразовательная модель проста: суффикс -ов- указывает на принадлежность («чей?»), а окончание -а — на женский род. Полная мужская форма — Шамаханов. Фамилия образована от прозвища Шамахан. Такое прозвище в XVI–XVII веках могли дать человеку, который торговал с Шемахой, привёз оттуда товар или просто побывал в тех краях. В русских документах того времени нередко встречаются записи вроде «гость шемаханский» — так называли купцов, ведущих дела с Востоком. Не исключено, что прозвище закрепилось за выходцем из Шемахи, который осел в русских землях.

Есть и более прозаичная версия, которую поддерживает ряд ономастов: слово «шамахан» могло быть искажённым тюркским именем или прозвищем. В тюркских языках есть корень «шам» (свеча, светильник) и суффикс принадлежности, но эта гипотеза слабее географической, так как не объясняет устойчивую ассоциацию именно с городом Шемаха в русской среде.

Фамилия встречается в основном в Поволжье и на Южном Урале — регионах, где исторически были сильны торговые связи с Кавказом и Средней Азией. Встречаются варианты написания через «е»: Шемаханов, Шемаханова. Это не ошибка, а отражение народного произношения: в говорах «е» и «а» после шипящих могли меняться. Таким образом, предки современных Шамахановых — скорее всего, не знатные люди, а купцы или служилые люди, чья жизнь была связана с дальней торговлей или пограничной службой.