Фамилия Талыбханлы — яркий пример азербайджанской антропонимической модели, где составные части складываются в характеристику человека по имени отца или роду занятий. В основе лежит личное имя Талыб (араб. طالب — «ищущий знания», «студент», «учащийся») и компонент -хан, который в тюркских языках означает «владыка», «правитель», но в составе сложных имён часто служит уважительным компонентом, не указывающим на реальный титул. Таким образом, Талыбхан — двусоставное имя, которое можно перевести как «господин-учащийся» или «учёный правитель». Суффикс -лы (в русской передаче -лы) в азербайджанском языке образует прилагательные принадлежности или происхождения: «из рода Талыбхана», «относящийся к Талыбхану». Фамилия буквально означает «принадлежащий к потомкам Талыбхана».

Эта фамилия — типичный патроним, застывший в форме притяжательного прилагательного. В отличие от русских фамилий на -ов/-ев или -ин, азербайджанские фамилии на -лы (и их варианты -ли, -лу, -лю) не указывают на прямое отчество («сын такого-то»), а скорее подчёркивают клановую или родовую принадлежность. Талыбханлы — «из дома Талыбхана». Такая модель характерна для южных регионов Азербайджана, а также для тюркских народов Закавказья и Ирана.

Исторически носители этой фамилии могли быть потомками уважаемого человека по имени Талыбхан, вероятно, грамотного, возможно, муллы или учителя (мугаллима), поскольку имя Талыб прямо указывает на интерес к знаниям. В сословном плане фамилия не несёт маркера аристократизма (компонент -хан здесь — часть имени, а не титул), но говорит о том, что предок пользовался авторитетом в своей среде. Встречаются варианты написания: Талыбханлы, Талыбханли, а в дореволюционных русских документах — Талыбхан-оглы (с тюркским «оглы» — сын).

Сравнение с другими фамилиями: в Азербайджане распространены аналогичные образования — Мамедханлы, Аббасханлы, Гусейнханлы. Все они построены по одной схеме: имя + хан + показатель принадлежности. Это говорит о том, что компонент -хан был популярен в составе личных имён в XIX — начале XX века, особенно в среде ремесленников и торговцев, которые стремились подчеркнуть уважение к своему роду. Фамилия Талыбханлы — не редкая, но и не массовая; её география тяготеет к регионам с сильным влиянием исламской традиции образования (Ширван, Карабах).