Фамилия Тумоян — яркий пример армянской модели образования фамилий, где суффикс -ян (или более ранний вариант -янц) означает принадлежность к роду, происхождение от предка. В русской традиции такие фамилии не склоняются, если оканчиваются на согласный, и часто воспринимаются как иноязычные. Основа фамилии — Тумо — восходит к личному имени или прозвищу.

Самая вероятная версия связывает Тумо с армянским именем Тума (Фома), которое через греческое «Фомас» восходит к арамейскому «теома» — «близнец». В армянском языке имя приобрело форму Тума, а уменьшительные или производные варианты дали фамилию Тумоян — то есть «потомок Тумо». Менее распространённое, но возможное объяснение — связь с армянским словом «тум» (род, племя, клан). В этом случае Тумоян могло означать «принадлежащий к роду» или «выходец из определённого клана», но такая версия менее подтверждена ономастическими данными.

Географически фамилия Тумоян распространена в Армении и в диаспорах — в России, Грузии, Иране, Ливане. Наибольшая концентрация носителей в исторических областях Западной Армении (ныне восток Турции) и в Сюнике. В России фамилия чаще встречается на юге — в Краснодарском и Ставропольском краях, Ростовской области, где исторически сложились крупные армянские общины.

С точки зрения социального контекста, фамилии на -ян в армянской традиции не указывали на сословие — их носили и крестьяне, и ремесленники, и духовенство. Поэтому предки Тумоян могли быть кем угодно: земледельцами, торговцами, ремесленниками. Фамилия не несёт указания на профессию или титул, что характерно для большинства армянских родовых фамилий, образованных от имён.

В дореволюционных документах встречаются варианты написания — Тумоянц, Тумян, Тумаян. Разница в суффиксе (-янц против -ян) указывает на более старую форму, сохранившуюся в некоторых диалектах. Современное написание Тумоян закрепилось в советский период, когда проводилась стандартизация фамилий.