Фамилия Ямлиханов — редкий пример, где корень, скорее всего, тюркский, а суффикс — русский. Основа «Ямлихан» восходит к мужскому личному имени, которое можно разбить на две части: «Ямли» и «хан». «Хан» — титул правителя или военачальника у тюркских и монгольских народов, часто входил в состав имён как пожелание власти и знатности. Первая часть «Ямли» — более спорная. Скорее всего, это искажённое или диалектное «Ямгыр» (дождь) или «Ямлы» (дождливый, влажный). В таком случае имя Ямлихан могло означать «дождливый хан» или «хан дождя» — образное имя, данное ребёнку, родившемуся в ненастье, или как оберег, связанный с плодородием. Менее вероятно, но возможно, что «Ямли» — это вариант имени Ямиль (красивый), тогда значение — «красивый хан».

Русский суффикс -ов превратил имя в фамилию по стандартной модели: «чей?» — Ямлиханов, то есть потомок Ямлихана. Такая форма характерна для фамилий, возникших в среде крещёных татар, башкир или других тюркских народов Поволжья и Приуралья в XVIII–XIX веках. Фиксация фамилии именно с суффиксом -ов, а не -ин, указывает на то, что основа была воспринята как имя на согласный, а не на -а/-я.

Географически фамилия привязана к Татарстану, Башкортостану и соседним регионам. Встречается она редко, что говорит о локальном распространении — возможно, от одного родоначальника в конкретной деревне. В дореволюционных метрических книгах и ревизских сказках (например, по Уфимской или Казанской губернии) можно найти носителей этой фамилии среди государственных крестьян из татар или тептярей.

Словообразовательный нюанс: фамилия сохранила полную форму имени, не усекая его. Если бы это было прозвище от ремесла или признака, скорее появился бы вариант вроде Ямликов. Сохранение «хан» в основе подчёркивает, что имя было осознанным, а не случайным прозвищем. Сравните с однокоренными фамилиями Ямгирханов или Ямбаев — видно, что корень «ям-» в тюркских именах Поволжья устойчив, но вариативен по второму элементу.