Фамилия Шемаганов — яркий пример того, как тюркское по происхождению прозвище «прижилось» в русской ономастике, получив стандартный фамильный суффикс -ов. Основа фамилии — прозвище Шемаган, которое образовано от тюркского слова «шемаган» или «шемахан». В ряде тюркских языков так называли смуглого, темноволосого человека, иногда — выходца из Шемахи, древнего города на территории современного Азербайджана. Шемаха была крупным торговым центром на Шёлковом пути, и прозвище Шемаханец (Шемаган) могли дать купцу или путешественнику, который имел с этим городом дела.

Менее распространённая, но лингвистически возможная версия связывает прозвище с диалектным тюркским «шем» (свеча, светильник) и «ган» (суффикс деятеля). В таком случае Шемаган — это «светильник» или «тот, кто делает свечи», то есть ремесленник. Эта версия менее вероятна, так как фамилия Шемаганов встречается почти исключительно в Поволжье и на Урале, где сильны связи с татарской и башкирской средой, а не с кавказскими топонимами.

Фамильная модель Шемаганов — классическая русская патронимическая: от прозвища Шемаган + притяжательный суффикс -ов, означающий «сын Шемагана». Интересно, что ударение в фамилии плавающее: в разных регионах говорят и Шемаганов, и Шемаганов. В дореволюционных метрических книгах можно встретить вариант Шемагановъ, а также редкое написание через «о» — Шемагон, что указывает на акающее произношение в основе.

Сословно фамилия не была дворянской. Носители — в основном государственные крестьяне, реже — мещане из северных уездов Казанской и Вятской губерний. Это подтверждает и ревизские сказки XIX века: Шемагановы записаны как земледельцы или мелкие торговцы. Поскольку фамилия редкая, её носители, скорее всего, происходят из одного родового гнезда, и генетический анализ может показать общее происхождение многих современных Шемагановых.