Фамилия Воздухова — женская форма фамилии Воздухов. Её основа выбивается из привычного ряда «профессия — прозвище — имя»: она образована от нарицательного «воздух». В русской ономастике такие фамилии встречаются редко, и их происхождение почти всегда связано не с прямым значением слова, а с прозвищем или уличным именем.

Скорее всего, прозвище Воздух дали человеку с лёгким, подвижным нравом, ветреному или тому, кто быстро исчезал из виду, — «как ветер». В говорах слово «воздух» могло означать и «вольный простор», «свобода», поэтому прозвище иногда закреплялось за непоседой или бродягой. Менее вероятная, но возможная версия — ироничное прозвище полного, «тяжёлого» человека, которому не хватало воздуха. В любом случае, это не ремесленная и не географическая фамилия, а чисто бытовая, характерная для крестьянской среды, где прозвища давали по приметной черте.

Суффикс -ов- указывает на стандартную модель русских фамилий XVI–XIX веков: Воздух → Воздухов — «сын Воздуха», «из семьи Воздуха». Женская форма Воздухова закрепилась как фамилия замужней женщины или вдовы, когда в документах писали «вдова Воздухова». Встречается фамилия преимущественно в центральных и южных регионах России, но массового распространения не получила: по данным переписей, число носителей невелико, что подтверждает её редкий, «прозвищный» характер.

В словаре Б. Унбегауна «Русские фамилии» нет прямого упоминания Воздухова, но он относит подобные образования к группе фамилий от прозвищ, не связанных с профессией. В работе В. Никонова «География фамилий» такие случаи упоминаются как локальные — фамилия могла возникнуть в одном селе и не выйти за его пределы. Таким образом, предки носительниц фамилии Воздухова — скорее всего, крестьяне или посадские люди, получившие уличное прозвище за характер или внешность.