Фамилия Землиханов образована по тюркской модели с суффиксом -ов/-ев, который присоединили к основе Землихан. Эта основа — составное личное имя или прозвище, где первая часть «земли» — искажённая форма арабского «зимми» (зиммий), означавшего «покровительствуемый», «иноземец под защитой мусульманского государства». Вторая часть «хан» — тюркский титул правителя. Получается, что имя Землихан (Зиммихан) могло означать «хан-иноверец» или «покровительствуемый хан» — то есть знатный человек, принявший ислам, или правитель, чья власть признана, но сам он не был мусульманином по рождению.

Такая модель сложения имени из арабского слова и тюркского титула характерна для народов Северного Кавказа и Поволжья (кумыки, балкарцы, татары). В этих регионах встречаются и другие фамилии с тем же корнем: Землиханов, Зимлиханов, Земиханов. Вариант написания с буквой «е» вместо «и» — результат адаптации звучания в русской записи, когда безударный гласный передаётся на слух.

Вероятнее всего, предок носителя фамилии Землиханов в XVI–XVIII веках получил имя Землихан как социальный маркер — указание на его положение в общине. Это мог быть владетель или старейшина, чей статус признавали, но чья вера или происхождение отличались от окружения. Со временем имя закрепилось в роду, а после отмены сословных ограничений в XIX веке превратилось в фамилию по стандартному русскому патронимическому образцу.

Географически фамилия тяготеет к Дагестану (особенно кумыкские районы) и Чечне. Встречается также у казанских татар, но реже. Сословного барьера у фамилии не было: Землихановы могли быть и узденями (свободными горцами), и служилыми людьми, и крестьянами — точных данных нет, но имя «хан» в основе обычно указывает на изначально привилегированное положение рода.