Фамилия Тонкоглаз образована от прозвища, в основе которого лежат два слова: «тонкий» и «глаз». Смысл прозвища, скорее всего, связан с острым, «тонким» зрением. Так могли назвать человека, который замечал мельчайшие детали, или мастера тонкой работы — например, ювелира, часовщика или резчика, где без особой зоркости не обойтись.

Словообразовательная модель здесь проста и прозрачна: прозвище Тонкоглаз, сложенное из двух корней, перешло в фамилию без изменений, по типу «бесфамильных» прозвищ, которые закрепились за родом. В отличие от более распространённых фамилий на -ов/-ев или -ин, эта форма сохранила исходный вид, что указывает на её относительную древность — такие «прямые» фамилии часто фиксировались в среде крестьянства и посадских людей, где прозвища бытовали в быту и не всегда переоформлялись по стандартным моделям.

Вторая версия происхождения — от физической особенности: возможно, у предка были узкие, «тонкие» глаза, что в старину нередко становилось основой для уличного прозвища. Однако первая трактовка — через зоркость и ремесло — выглядит правдоподобнее: прозвища, данные по положительному качеству, чаще закреплялись за родом, чем описания внешности, которые могли быть обидными и со временем заменялись.

Фамилия редкая, и это даёт основания предполагать, что её носители происходят из одного или немногих родов, возможно, из северных или центральных регионов России, где сложные прозвища сохранялись дольше. В документах фамилия встречается редко, что делает её особенно ценной для генеалогического поиска: каждый найденный носитель может оказаться родственником.