Фамилия Алматаев — редкий случай, когда географическая основа почти наверняка перевешивает личную. В её сердцевине лежит название города Алматы (бывшая Алма-Ата), а суффикс -ев указывает на модель образования, характерную для русских фамилий от тюркских топонимов. Носитель такой фамилии — потомок человека, который либо родился в этом городе, либо был оттуда родом, либо получил прозвище «Алмата» — «тот, кто из Алматы».

Словообразовательная цепочка проста: основа «Алмата» (сокращённая форма от «Алма-Ата» или «Алматы») плюс типичный русский патронимический суффикс -ев, который в XIX — начале XX века часто присоединяли к нерусским именам и прозвищам. Суффикс -ев, а не -ов, появляется из-за мягкого окончания основы на -а (Алмата → Алматаев). Если бы фамилия образовалась напрямую от «Алма-Ата», мы бы скорее получили Алмаатинский, но в народном употреблении город часто называли просто «Алмата» — отсюда и форма.

Менее вероятна, но возможна версия от личного имени Алмата (восходит к тюркскому «алма» — яблоко, то есть «яблочный»). Однако в этом случае фамилия была бы скорее Алматов. Вариант с -аев характерен именно для топонимических прозвищ: вспомните похожие фамилии Бакулев (от Баку), Ташкентов, Хивинцев. География фамилии подтверждает эту догадку: большинство Алматаевых встречается в Казахстане и прилегающих регионах России (Оренбургская, Астраханская области), что прямо указывает на связь с городом.

С социальной точки зрения, фамилия Алматаев — поздняя. Она не могла возникнуть раньше середины XIX века, когда Алматы стал заметным поселением (основан в 1854 году как укрепление Верное). Это значит, что предки носителей фамилии — не древние дворяне и не крестьяне из центральной России, а скорее переселенцы, казаки или торговые люди, осевшие в Семиречье и взявшие фамилию по месту жительства. В метрических книгах конца XIX века такая фамилия — маркер новой волны заселения южных окраин империи.