نام «هگمتانه» از ریشهی پیشاهندواروپایی «*gweh/ *gwa» به معنای « آمدن، رسیدن» و بن آریایی «*گَم» (به هم رسیدن، ملاقات کردن) برآمده که در مدخل «انجمن» دربارهاش مفصل نوشتهام. این واژه همتاست با anamajnah (هَنْجَمَنَه: انجمن) اوستایی و چون بر شهر قرار گرفته معنای «محل گردهمایی، جایگاه انجمن» را میرسانده است. در زبانهای کهن ایرانی نام این شهر به این شکلها ثبت شده است: 𐏃𐎥𐎶𐎫𐎠𐎴 (هَگْمَتانَه: همدان) پارسی باستان، 𒀝𒈠𒆪𒈾 (آگْمادانا) و 𒀝𒈠𒆪𒈾 (آکْمادانا) ایلامی هخامنشی، 𒆳𒀀𒃵𒋫𒉡/ 𒀀𒃵𒋫𒉡 (آگامْتانو) و 𒀀𒂵𒈠𒋫𒉡/ 𒀀𒃵𒈠𒋫𒉡 (آگاماتانو) و 𒀝𒈠𒋫𒉡 (آگْماتانو) اکدی بابلی هخامنشی، 𐭠𐭧𐭬𐭲𐭠𐭭 (اَهْمَدان) پارتی، Եկբատան (اِکْباتان) و Ահմատան (اَهْمَتان) و Ահմադան (اَهْمَدان) و Համատան (هَمَتان) ارمنی کهن، אַחְמְתָא (آخْمِتا) آرامی،
در میان اعراب قرون نخستین اسلامی قبیلهای به نام «بنو هَمْدان» (به سبایی: 𐩠𐩣𐩵𐩬/ همدن ) در شمال یمن داشتهایم و خاندانی هم به اسم «آل حَمْدان» در میانرودان و آسورستان مستقر بودهاند که شاید نامشان را از این شهر گرفته باشند. بن عربی «*هَمد» که مبنای «بنو همدان» است، معنی «رفتن، بیرون شدن» را میدهد و نام «آل حمدان» اغلب به بن «*حمد» (ستایش کردن) مربوط دانسته شده است. این بنها شاید با توجه به اهمیت و شهرت همدان آمیختگیهایی معنایی با اسم این شهر پیدا کرده باشند. به ویژه که «همدان» در ترکیب اسمهای شخصی و خاندانی ایرانی هم زیاد به کار گرفته میشده است. مثل «همدان گشسپ» که شخصیتی بوده در دوران زمامداری هرمزد ساسانی و در شاهنامه هم نامش آمده است.
نام این شهر در زبانهای دیگر نیز وامگیری شده است: Agbatana (آگْباتانا) یونانی، Ecbatana لاتین،
نام «همدان» در شعر و ادب پارسی به ندرت به کار گرفته شده است:
فردوسی توسی: «به پیش اندرون بود همدان گشسپ که در نی زدی آتش از سم اسپ»
اسعد گرگانی: «روان گشت از کهستان روز دیگر به کوهستان همدان رفت یکسر»
مولانای بلخی: «از غمزهی غمازی وز طرفهی بغدادی دل گشته چنان شادی جانم همدان گشته»