Фамилия Заматохин — редкий случай, когда корень слова сохранил почти забытое диалектное значение. В её основе лежит глагол «заматохать» или существительное «заматоха», которые в русских говорах, особенно северных и сибирских, означали «запачкать», «загрязнить» или «испачкаться». Человек по прозвищу Заматоха — это неряха, грязнуля, тот, кто ходит в неопрятной одежде. Суффикс -ин указывает на принадлежность: Заматохин буквально значит «сын Заматохи», «из семьи Заматохи».

Образована фамилия по продуктивной модели от прозвища на -а/-я (как Грязнов от Грязной, Плюхин от Плюха). Интересно, что слово «заматохать» в некоторых говорах имело и переносный смысл — «утомить», «измучить» долгой работой. Если прозвище дали не за внешний вид, а за манеру работать до изнеможения, то Заматохин мог быть потомком человека, который «заматохался» в поле или на промысле. Оба варианта правдоподобны, но первая версия (с грязью) встречается в ономастической литературе чаще.

Фамилия редкая. По данным переписей, основные очаги её бытования — Владимирская, Костромская и Нижегородская области, то есть регионы, где говоры сохраняли архаичную лексику. Встречается также в Пермском крае, что связывают с переселенческими потоками XIX века. Сословных ограничений не было: прозвище Заматоха могли дать и крестьянину, и ремесленнику, и даже священнику, если он не следил за рясой. Дворянских родов с такой фамилией нет — она не попала в родословные книги из-за бытового, сниженного значения основы.

Сравните с однокоренными фамилиями: Заматошин (от «заматошить» — то же, что заматохать) и Заматохин — почти синонимы, но различаются суффиксами. Встречается и вариант Заматохин с ударением на второй слог (Зама́тохин), что характерно для южнорусских говоров, где прозвище произносили с другим ритмом. В любом случае, значение корня остаётся тем же: человек, которого в деревне прозвали за небрежность или за изнурительную работу.