Фамилия Тумеян — редкий случай в русском ономастиконе, и её происхождение почти наверняка не связано с исконно русскими корнями. Суффикс -ян указывает на армянское или, реже, тюркское происхождение (в последнем случае — через тюркские языки, где -ян могло быть адаптированным окончанием). В армянской модели фамилий суффикс -ян (или -янц) означает принадлежность к роду, часто образуется от личного имени или прозвища предка.

Основа «Туме-» может восходить к армянскому имени Тума (Товма), которое является местной формой от арамейского имени Фома (близнец). То есть Тумеян — буквально «из рода Тума» или «потомок Тумы». Вторая версия, менее вероятная, но возможная в полиэтничной среде, — связь с тюркским словом «тумен» (десять тысяч, военно-административная единица у кочевников). В этом случае фамилия могла означать «сын военачальника тумена», но для армянского суффикса -ян такое заимствование маловероятно: тюркские основы обычно дают фамилии на -ов/-ев.

Написание «Тумеян» (с буквой «е» после «м») закрепилось в русской передаче. В оригинале, если фамилия армянская, она могла произноситься как «Тумян» (с одним «е» в середине), но в документах XIX–XX веков, при русификации, часто добавляли гласный для удобства произношения. Встречаются варианты Тумеянц, что более архаично и ближе к классической армянской модели.

География фамилии — юг России, Краснодарский край, Ставрополье, а также Армения и армянские диаспоры. В дореволюционных переписях она почти не фиксируется, что говорит о позднем появлении у носителей, переехавших в русскоязычную среду в конце XIX — начале XX века. Сословно предки могли быть ремесленниками, торговцами или крестьянами — точных данных нет, но армянские фамилии на -ян редко указывают на дворянство.

Таким образом, наиболее правдоподобное объяснение: Тумеян — армянская фамилия, образованная от имени Тума (Фома) с помощью патронимического суффикса. Тюркская версия слабее, так как основа «тумен» плохо сочетается с армянским словообразованием.