Фамилия Алтынбеков — типичный пример тюркской модели именования, где личное имя превратилось в родовое прозвище, а затем закрепилось в официальной фамилии. Её основа — сложносоставное имя Алтынбек, которое в татарской и казахской традициях складывается из двух частей. Первая часть, «алтын», переводится с большинства тюркских языков как «золото». Вторая, «бек», означает «господин», «повелитель» или «князь» — это древний титул, который входил в состав множества имён у народов Средней Азии, Поволжья и Кавказа.

Соединение этих корней даёт значение «золотой господин» или «богатый повелитель». Вряд ли имя давали в прямом смысле — скорее, как пожелание ребёнку богатства, знатности или уважения. Встречаются и более прозаичные версии: «Алтын» могло быть прозвищем человека с золотистыми волосами или того, кто торговал золотом, а «бек» — указанием на его положение в общине.

Русский суффикс -ов в конце фамилии — стандартный способ русификации тюркских имён. Он отвечает на вопрос «чей?» и буквально означает «сын Алтынбека» или «принадлежащий роду Алтынбековых». Такая модель массово закрепилась у татар, башкир и казахов в XIX — начале XX века, когда Российская империя вводила обязательные фамилии для всех подданных.

Географически фамилия Алтынбеков распространена в Татарстане, Башкортостане, Казахстане и среди поволжских татар. Встречается и у ногайцев. Из-за того, что имя «Алтынбек» было популярно у многих тюркских народов, носители фамилии могут иметь разное этническое происхождение — от казанских татар до киргизов. В дореволюционных документах встречаются варианты написания: Алтынбеков, Алтымбеков, Алтынбиков — это объясняется разной передачей звуков при записи в метрических книгах.

Сословная принадлежность предков могла быть разной. Имя «Алтынбек» не указывает на аристократию: его давали и простым крестьянам, и купцам, и служилым татарам. В переписях XIX века Алтынбековы числятся как среди торговцев Казани, так и среди государственных крестьян Оренбургской губернии.