Фамилия Тохтамузова — редкий случай, когда сразу видно, что перед нами не русская, а тюркская фамилия, причём с явным кавказским следом. Её основа — мужское имя Тохтамуз, которое в свою очередь восходит к двум тюркским корням: «тохта» (стой, остановись) и «муз» (лёд). В буквальном прочтении это звучит как «стой, лёд» или, в более свободном пересказе, «останови лёд». Такие имена-пожелания были распространены у народов, веривших в магию имени: считалось, что имя может защитить от стужи, злых духов или просто стать оберегом.

Фамилия образована по типичной для осетинского и некоторых других кавказских языков модели: к основе добавляется суффикс -ов/-ев, а окончание -а указывает на женский род. В русской паспортной системе женские фамилии на -ова не склоняются, но в быту носительницы часто слышат вопрос: «Вы Тохтамузова? А ваш муж — Тохтамузов?» — и это верно. Мужской вариант фамилии — Тохтамузов. Суффикс -ов здесь не столько русский патронимический, сколько грамматический оформитель, приспособленный к русской бюрократии.

Географически фамилия почти наверняка привязана к Северному Кавказу, особенно к Осетии, Кабардино-Балкарии или Карачаево-Черкесии. У осетин, например, распространены фамилии с основой на -муз (Амузов, Тамузов), и Тохтамузов — один из вариантов, где первая часть — глагольная форма. Встречается также фамилия Тохтамышев, но это уже другая ветвь, связанная с именем хана Тохтамыша. Тохтамуз — имя более локальное, бытовое, не связанное с историческими титулами.

Социальный статус предков, скорее всего, был крестьянским или горским — такие имена давали в среде, где ценилась защита от природных стихий. Никаких следов дворянства или княжеского происхождения у этой фамилии нет, и не стоит их искать. Фамилия не получила широкого распространения за пределами Кавказа, и её носители сегодня — это в основном потомки тех, кто в XIX–XX веках переезжал в центральные регионы России.

В написании возможна путаница: иногда встречается вариант ТохтамузОва с ударением на третий слог, хотя по правилам осетинского ударение падает на первый — ТОхтамузова. Но в русском языке ударение часто смещается, и это не ошибка, а адаптация.