Фамилия Арелтуева — редкая и нестандартная для русского уха. Её основа не имеет очевидного славянского корня, что сразу указывает на иноязычное происхождение, скорее всего, тюркское или кавказское.

Словообразовательная модель фамилии Арелтуева — это патроним (отчество) в форме притяжательного прилагательного с русским суффиксом -ев. Обычно такие фамилии образовывались от имени или прозвища отца. В данном случае исходная форма мужской фамилии — Арелтуев. Конечный элемент -уев характерен для фамилий, возникших в среде, где тюркские корни адаптировались к русской грамматике.

Наиболее вероятная версия связывает основу «Арелту» с тюркским именем или прозвищем. Можно предположить, что в основе лежит сложное слово: «ары» (чистый, честный, пчела) и «елту» (от «ел» — народ, страна, или «йылты» — блестящий, светлый). Таким образом, Арелту могло означать «чистый народом» или «светлый пчеловод». Вторая часть, -ту, часто встречается в тюркских именах как суффикс обладания. Другая версия — искажённое при записи кавказское (например, аварское или кумыкское) имя, где «Арел» — это вариант имени Арал (межа, граница), а «туй» — пир, свадьба. Однако такая этимология менее надёжна.

Географически фамилия Арелтуева, скорее всего, закрепилась в регионах с сильным тюркским влиянием: в Поволжье (Татарстан, Башкирия), на Северном Кавказе (Дагестан, Чечня) или в среде астраханских ногайцев. Из-за редкости точных данных по сословной принадлежности предков можно лишь предположить, что её носители были не из высшей аристократии — такие сложные, неадаптированные основы чаще встречались у крестьян, казаков или мелких служилых людей, получивших фамилию при переписях.

Особенность фамилии — в её написании. Буква «ё» в окончании (Арелтуева) указывает на ударение, которое падает на последний слог, что нетипично для большинства русских фамилий на -ева. Это дополнительный маркер, что фамилия была записана на слух, с сохранением местного произношения, и не прошла через канцелярскую унификацию.