Шемаханов — фамилия с восточным колоритом, и её разгадка лежит на поверхности: она образована от названия города Шемаха. Это старинный город в Азербайджане, бывшая столица Ширванского ханства, хорошо известный в России по пушкинской «Сказке о царе Салтане» («подарила ж ты нам князя, а не Шемаханскую царицу»). Фамилия, таким образом, указывает на географическое происхождение предка — выходца из Шемахи или его окрестностей.

Словообразовательная модель проста и типична для русских фамилий: основа «Шемахан» + патронимический суффикс -ов. Суффикс «-ан» в основе (Шемах-ан) — это тюркский или персидский аффикс, образующий название жителя местности: шемаханец. То есть «Шемахан» — это прозвище человека, который был родом из Шемахи. А фамилия Шемаханов буквально значит «сын шемаханца».

Стоит отличать эту фамилию от более редкой Шемахинский. Суффикс -ский в последнем случае указывает на дворянское происхождение или на топонимическую фамилию, оформленную по польско-украинской модели. Шемаханов же — фамилия «народная», прозвищная. Она могла возникнуть как у русских купцов, торговавших с Кавказом, так и у выходцев из азербайджанских или дагестанских земель, которые переселялись в центральную Россию и получали фамилию по месту прежнего жительства.

В русском языке XVIII–XIX веков слово «шемаханец» было нарицательным для обозначения жителя этого региона. Встречается оно в документах и литературе. Поэтому носитель фамилии Шемаханов с высокой вероятностью имел предка, который либо сам был родом из Шемахи, либо получил прозвище за связь с этим городом — например, за привоз знаменитых шемаханских тканей или ковров.