Фамилия Алембекова — женская форма фамилии Алембеков, а та, в свою очередь, образована от личного имени Алембек. Это составное тюркское имя, распространённое у татар, башкир, казахов и других народов, где «бек» означает «господин», «князь», «вождь». Первая часть имени, «алем» (или «галем»), восходит к арабскому «алим» — «учёный», «знающий», «мудрый». Таким образом, имя Алембек буквально переводится как «мудрый господин» или «учёный князь». Давали его, скорее всего, с пожеланием, чтобы мальчик вырос не только знатным, но и умным, образованным.

Фамилия образована по стандартной для тюркских фамилий модели: к имени Алембек добавили русский патронимический суффикс -ов (в женском варианте — -ова). Такое оформление характерно для фамилий, которые возникли в XIX—XX веках, когда тюркские народы Российской империи массово получали фамилии по русскому образцу. Изначально форма «Алембеков» означала «сын Алембека», а со временем закрепилась как наследственная фамилия.

Географически фамилия чаще всего встречается в Татарстане, Башкортостане, а также среди татарской диаспоры в других регионах России и в Средней Азии. Встречаются и варианты написания: Алимбеков, Галимбеков — они отражают местные диалектные произношения или разную запись арабского корня. Фамилия Алембекова не относится к числу очень распространённых, что делает её хорошим маркером для генеалогического поиска: если вы её носите, ваши предки, вероятно, происходят из среды татарских или башкирских мурз (дворян) либо зажиточных крестьян, где имя Алембек было в ходу.