Фамилия Туйгынов — редкий пример восточной модели образования, закрепившейся в русской антропонимической системе. Её основа — тюркское слово «туйгын» (или «туйгун»), которое в разных языках имеет несколько значений. Наиболее вероятное — «сокол», «хищная птица», часто используемая в охоте. В казахском и башкирском языках «туйғын» означает «кречет», «балобан» — крупную ловчую птицу. Второе, менее распространённое значение — «спокойный», «уравновешенный» (от тюркского «туй» — чувствовать, понимать). Таким образом, прозвище Туйгын могли дать либо искусному охотнику, либо человеку с ровным, невозмутимым нравом.

Фамилия образована по русской патронимической модели: к тюркскому корню добавлен суффикс -ов, указывающий на принадлежность («чей?» — сын Туйгына). То есть Туйгынов — это потомок человека по имени или прозвищу Туйгын. Окончание -ов типично для фамилий, которые вошли в русский документооборот из татарской, башкирской, казахской или ногайской среды. Встречается также вариант Туйгунов (с буквой «у» во втором слоге), что связано с диалектным произношением.

Географически фамилия тяготеет к регионам смешанного тюрко-славянского населения: Оренбургская область, Башкортостан, Татарстан, северо-запад Казахстана. В дореволюционных метрических книгах и ревизских сказках эта фамилия почти не встречается — это говорит о её относительно поздней фиксации (конец XIX — начало XX века), когда многие тюркские прозвища стали записывать в официальные документы с русскими окончаниями.

В отличие от фамилий на -ин, которые чаще образуются от основ на -а/-я, форма Туйгынов — более редкий случай, когда тюркская основа на согласный получила именно суффикс -ов. Это дополнительный маркер того, что фамилия оформлялась в среде, где русская патронимическая система уже доминировала, но исходное имя сохранило свой тюркский облик без русификации окончания.