Фамилия Шыхлинский — редкий случай, когда географическое название не просто легло в основу, а сохранило яркую восточную окраску. В отличие от тысяч русских фамилий на -ский, образованных от названий сёл и городов центральной России, эта фамилия ведёт прямиком в Закавказье. Основа — топоним Шыхлы (в разных транскрипциях — Шихлы, Шыхлы). Так назывались и называются несколько сёл и посёлков в Азербайджане (например, в Геранбойском и Имишлинском районах), а также в Дагестане.

Суффикс -ский здесь действует по той же модели, что и в фамилиях Трубецкой, Вяземский или Оболенский: он указывает на связь с местностью. Носитель фамилии Шыхлинский — это «тот, кто родом из Шыхлы». Первоначально такое прозвание мог получить дворянин, владевший землями в том краю, или просто выходец из этого села, переселившийся в другую местность.

Корень «шых» восходит к арабскому «шейх» — старейшина, духовный наставник, уважаемый человек. В тюркских языках слово «ших» или «шых» закрепилось как обозначение святого, главы религиозной общины или просто почтенного старца. Таким образом, название села Шыхлы — «место, где живут шейхи» или «принадлежащее шейху». Фамилия Шыхлинский, следовательно, несёт в себе двойную память: о конкретной географической точке и о высоком социальном или религиозном статусе её основателей.

В русской имперской традиции фамилии на -ский часто получали дети священников и дворяне. В случае с Шыхлинскими мы видим, скорее всего, дворянский род. Самая известная ветвь — азербайджанские дворяне, офицеры русской императорской армии. Самый яркий представитель — генерал-лейтенант Али-Ага Шыхлинский, которого в дореволюционной России называли «богом артиллерии». Его фамилия — прямое указание на происхождение из бекского рода, владевшего селением Шыхлы.

С точки зрения словообразования, это не рядовая фамилия для русского уха. В ней непривычное сочетание тюркского корня с польско-русским суффиксальным оформлением, что и делает её сразу узнаваемой. Встречается она почти исключительно у азербайджанцев и выходцев из Закавказья, в центральной России — редкость.