Фамилия Тахтобина — женская форма, а мужская, Тахтобин, встречается реже и звучит непривычно для русского уха. В её основе лежит не славянское имя или прозвище, а географическое название или этническое прозвище, что сразу выделяет её из ряда типичных русских фамилий.

Корень «Тахто-» (или «Тахт») отсылает к тюркским языкам. Скорее всего, в его основе лежит слово «тахта» — в ряде тюркских наречий так называют доску, тес, а в переносном смысле — нечто плоское, широкое. Вторая часть, «-бин», — это искажённое тюркское «бей» (господин, князь) или персидское «бен» (сын). Таким образом, исходное прозвище Тахтобин могло означать «сын доски» (что маловероятно) или, что гораздо правдоподобнее, «господин с доской» — намёк на ремесло: плотника, столяра, изготовителя досок.

Есть и более простая версия: фамилия могла образоваться от названия населённого пункта Тахта, Тахтоба или Тахтобин. Такие топонимы встречаются в Татарстане, Башкортостане и Средней Азии. Тогда фамилия указывает на выходца из этого места: «Тахтобин» — «тот, кто из Тахты». Суффикс «-ин» в этом случае не патронимический (как в фамилиях от имён на -а), а присоединён к основе по аналогии с русскими фамилиями, чтобы «обрусить» звучание.

С географией бытования фамилии всё ясно: Тахтобины — не москвичи и не петербуржцы. Основной ареал — Поволжье, особенно Татарстан и соседние области, а также регионы с татарским и башкирским населением. Это типичная фамилия тюркского происхождения, которая прошла русификацию через добавление русского суффикса. В дореволюционных метрических книгах она могла записываться как Тахтобин, Тахтубин или даже Тахтабин — в зависимости от диалекта и грамотности писаря.

Сословная принадлежность предков Тахтобиных, скорее всего, не была высокой. Это были государственные крестьяне, ремесленники или мелкие торговцы из татарской или башкирской среды. Среди дворянских родов фамилия не числится, что подтверждает её «народное» происхождение. В советское время, с урбанизацией, Тахтобины разъехались по стране, но их корни — в деревенском быте и ремёслах тюркских народов.