Фамилия Тиликова — женская форма, мужская — Тиликов. В её основе почти наверняка лежит прозвище или нецерковное имя Тилик, а оно, скорее всего, связано с диалектным глаголом «тиликать». В русских говорах это слово означало «издавать тонкий, звенящий звук», «позвякивать», а также «играть на каком-нибудь простом музыкальном инструменте», например, на балалайке или гуслях. Человек, который постоянно что-то напевал, бренчал или просто говорил тонким голосом, мог получить прозвище Тилик. Отсюда и пошли Тиликовы.

Словообразовательная модель проста: к основе на -к добавился суффикс -ов, указывающий на принадлежность («сын Тилика»). Такая модель типична для русских фамилий, образованных от прозвищ, оканчивающихся на согласный. Встречается и вариант Тиликин — с суффиксом -ин, что говорит о том, что фамилия могла закрепляться в разных семьях независимо.

Менее вероятная, но возможная версия связывает фамилию с тюркским корнем. В некоторых тюркских языках «тилик» означает «язык» (как орган речи) или «просьба», «мольба». Если предки носителя фамилии были из татарской или башкирской среды, прозвище Тилик могло относиться к говорливому человеку или, наоборот, к тому, кто часто просил. Однако для фамилии с суффиксом -ов это менее характерно: тюркские основы чаще получали суффикс -ин (Тиликин), поэтому первая версия — с русским диалектным глаголом — выглядит убедительнее.

Географически фамилия редкая, сконцентрирована в основном в центральных областях России и в Поволжье. Встречается также в Чувашии и Татарстане, что не противоречит обеим версиям происхождения: и русское диалектное слово, и тюркский корень могли дать одну и ту же фамилию в разных регионах.

Среди известных носителей выделяется разве что советский учёный-металлург Николай Тиликов, но фамилия в целом не получила широкой известности. Это типичная «простая» русская фамилия, образованная от бытового прозвища, которое или указывало на манеру поведения человека, или на его ремесло — например, на игру на каком-нибудь «тиликающем» инструменте.