Фамилия Асемгали — редкий пример, где в основе лежит не русское, а арабское имя, прошедшее через тюркскую языковую среду. Она образована от мужского имени Асемгали, которое составное: первая часть «Асем» (восходит к арабскому «асим» — «защитник», «хранитель») и вторая часть «гали» (от арабского «али» — «высокий», «возвышенный», «великий»). В сумме имя можно перевести как «великий защитник» или «высокий хранитель». Такие двусоставные имена с компонентом «гали» (Гали, Али) характерны для тюрко-мусульманской традиции, особенно среди казахов, татар и башкир.

Главная особенность фамилии — отсутствие русского фамильного суффикса (-ов, -ев, -ин, -ский). В русской среде фамилии из тюркских языков обычно русифицировали, добавляя окончания: Асемгалиев, Асемгалиев. Форма Асемгали без суффикса — либо прямой перенос имени в качестве фамилии, что часто встречалось у казахов (фамилии на -ев/-ов там закрепились позже, при советской паспортизации), либо редкий случай, когда в русских документах имя записали без изменений. Поэтому носители фамилии Асемгали — почти наверняка потомки казахов или других тюркских народов, сохранивших исконное звучание.

Географически фамилия тяготеет к Западному Казахстану, Актюбинской и Атырауской областям. Там распространены фамилии, образованные от имён с элементом «гали» (Галиев, Галимов), но форма без суффикса встречается реже. Если сравнивать с однокоренными, то Асемгали — более архаичный вариант, не затронутый поздней русификацией. Социально предки носителя могли быть из среды кочевых скотоводов или сельских жителей, где имя передавалось по отцу без изменения.

Спорных версий происхождения у фамилии нет: составное арабское имя с тюркским бытованием — единственная убедительная основа. Никакого отношения к славянским корням или прозвищам она не имеет. Встречается также написание Асемгалиев (с суффиксом) — это более поздняя, адаптированная форма, но исходный вариант Асемгали точнее отражает историю рода.