Фамилия Альтеев устроена необычно: тюркское по происхождению личное имя обрусело через суффикс, но само имя при этом не стало христианским. Её основа — тюркское имя Алты, родственное словам со значением «золото» (ср. татарское алтын, казахское алтын). Вариант имени без конечного -н — Алты — встречается в башкирской и татарской антропонимии как сокращённая или диалектная форма. Имя давали как пожелание богатства, ценности, удачи. К основе Алты прибавили русский патронимический суффикс -ев, который оформляет фамилию по модели «чей?»: Альтеев буквально — «сын Алты».

Главная лингвистическая особенность здесь — переход гласной. В исходном имени Алты под влиянием русского произношения и последующего суффикса -ев звук [ы] смягчился и перешёл в [и], а затем в [э] на письме. Поэтому фамилия закрепилась как Альтеев, а не Алтыев или Алтаев, хотя такие варианты тоже существуют и могут быть однокоренными. Форма Алтаев обычно восходит к имени Алтай (топоним или имя по названию гор), а не к «золотому» корню.

Фамилия сосредоточена в Поволжье и на Южном Урале — в Татарстане, Башкортостане, Оренбургской области. Это зона активного русско-тюркского пограничья, где крещёные татары и башкиры, а также русские переселенцы нередко получали фамилии от местных имён. Альтеевы, скорее всего, происходят из среды служилых татар или государственных крестьян, которые в XVII–XIX веках принимали православие и вместе с крещением получали фамилию по имени отца, записанную на русский лад.

В отличие от фамилий на -ов/-ев от полных христианских имён, Альтеев сохранил память о дохристианском, языческом имени. Для региона это не редкость: соседние фамилии вроде Бектеев, Сюндюков, Тенишев построены по той же схеме — тюркское имя плюс русский суффикс. Похожая судьба и у фамилии Алтынбаев, где основа та же, но с полной формой имени и другим суффиксом.