Фамилия Желтанов — яркий пример того, как русская фамилия может быть образована не от имени, а от цвета. Её основа — прилагательное «жёлтый», но не в прямом, а в прозвищном значении.

В основе лежит прозвище Желтан (или Желтый). Так на Руси могли назвать человека со светлыми, рыжеватыми волосами, бледной кожей или, реже, по роду занятий — например, красильщика тканей, работавшего с жёлтым пигментом. Суффикс -ан- в прозвище Желтан типичен для русской народной антропонимии: он придаёт слову оттенок характерности, как в прозвищах Горлан, Кричан, Болван. Такая модель была особенно распространена в северных и центральных губерниях России.

Суффикс -ов в фамилии указывает на принадлежность: Желтанов буквально означает «сын Желтана» или «из рода Желтана». Это стандартная патронимическая модель, самая массовая в русском языке. Фамилия закрепилась в письменных источниках довольно поздно, в основном в XIX веке, когда крестьяне после отмены крепостного права массово получали фамилии.

Географически фамилия Желтанов встречается нечасто. Она тяготеет к Поволжью и Уралу, но в целом остаётся редкой. Её редкий корень и необычная огласовка (сравните с более распространёнными Желтов, Жёлтов) делают её интересным объектом для этимолога. В словарях русских фамилий (например, у Б. Унбегауна) форма Желтанов не выделяется отдельно, но вписывается в общую модель образования от цветовых прилагательных.

В отличие от фамилий Желтов или Жёлтый, где основа — чистое прилагательное, Желтанов сохраняет след прозвища с суффиксом, что указывает на более личный, конкретный характер первоначального именования. Предки носителя этой фамилии, скорее всего, были крестьянами или посадскими людьми, а прозвище им дали за внешность — светлые волосы или бледный цвет лица.