Фамилия Желтухин происходит от прозвища, а не от крестильного имени, и это сразу указывает на её характер: она не из святцев, а из быта, профессии или народной наблюдательности. Основа здесь — слово «желтуха», от которого с помощью типичного русского суффикса -ин образовали фамилию, отвечающую на вопрос «чей?»: сын или потомок Желтухи.

Самый прямой и вероятный путь возникновения — ремесленный. Прозвище Желтуха мог получить красильщик, работавший с жёлтыми пигментами для тканей, кожи или бумаги. Такие мастера были востребованы в любом городе или крупном селе, и прозвище по цвету краски — обычная практика. Менее очевидная, но тоже возможная версия — охранительная: в крестьянской среде ребёнку могли дать «плохое» прозвище Желтуха, чтобы отвести от него настоящую болезнь. Считалось, что злые силы не позарятся на того, кого уже назвали хворым именем, и дитя вырастет здоровым. Эта гипотеза менее убедительна для фамилии, потому что охранительные прозвища обычно оставались внутри семьи и редко переходили в устойчивую фамилию, но полностью исключать её нельзя.

Словообразовательная модель проста: суффикс -ин указывает на принадлежность, а сама фамилия — типично русская, без следов иноязычного влияния. В отличие от фамилий на -ский (дворянских или географических), Желтухины — это, скорее всего, выходцы из крестьян или посадских людей. Географически фамилия встречается в центральных и южных регионах России, но без ярко выраженного очага, что говорит о её распространении через ремесленные артели, а не через единый родовой центр.

Сравните с однокоренными фамилиями: Желтов, Жёлтый, Желтяков. У них общий корень «желт-», но разные суффиксы: -ов и -яков указывают на другую грамматическую модель. Желтухин стоит особняком именно благодаря основе на «-ух-», которая часто встречается в прозвищах с оттенком характеристики (ср. Грязнуха, Толстуха). Это делает фамилию не просто указанием на цвет, а на конкретное лицо, получившее прозвище за связь с жёлтым — будь то работа, внешность или ирония судьбы.