Фамилия Тяминов — редкий случай, когда в основе лежит не русское, а тюркское личное имя. Корень «Тям» восходит к имени Тям, которое является краткой формой от Тямир (тюркское «темир» — железо). Суффикс «-ин» указывает на принадлежность: Тяминов — «сын Тямина» или «потомок Тями». В русской ономастике модель на «-ин» типична для фамилий, образованных от слов или имен, оканчивающихся на «-а», «-я», поэтому Тямин превратился в Тяминов по аналогии с фамилиями вроде Ильин или Фомин.

География фамилии узкая. По данным переписей и телефонных справочников, Тяминовы встречаются в основном в Поволжье — в Татарстане, Башкортостане, Оренбургской области. Это совпадает с зоной расселения татар и башкир, где имя Тямир (и его варианты) было распространено. Предки носителя фамилии могли быть татарами или башкирами, перешедшими в православие и получившими русскую фамилию по отцу. Возможен и другой сценарий: русские крестьяне, жившие по соседству с тюрками, перенимали прозвища от соседей — например, «Тям» могло быть прозвищем за крепкое, «железное» здоровье или упрямство.

Словообразовательная модель проста, но неочевидна. Если не знать про тюркский корень, фамилию легко спутать с производными от русского диалектного «тям» — в некоторых говорах это «толк», «смысл» (отсюда «тямливый» — сообразительный). Тогда Тяминов мог бы означать «сын Тямли» или «потомок толкового человека». Однако эта версия слабее: в русских говорах слово «тям» фиксируется редко, а фамилии от него почти не образовывались. Тюркское происхождение подтверждается и тем, что фамилия не встречается в центральных и северных областях России, где такие корни были бы единичны.

В архивных записях фамилия не частотна. Например, в ревизских сказках XIX века по Казанской губернии встречаются крестьяне Тяминовы, но их мало. Это говорит о том, что род не был многочисленным и, вероятно, происходил из одной локальной группы — возможно, из служилых татар или тептярей.