Фамилия Айтекеев — яркий пример тюркской модели образования фамилий, распространённой у казахов, киргизов, каракалпаков и ряда других народов. В её основе лежит мужское личное имя Айтеке, которое, в свою очередь, является сложносоставным. Первая часть «Ай» в тюркских языках означает «луна», часто выступая как компонент имён со значением «светлый», «красивый», «святой» (ср. Айгуль, Айдар). Вторая часть — «теке» — переводится как «козёл» (обычно горный козёл). Для европейского уха такое сочетание может показаться странным, но в тюркской ономастике зооморфные имена (с названиями животных) были традиционным способом «обмануть» злых духов: считалось, что имя, означающее нечто сильное или неприхотливое, убережёт ребёнка от сглаза. Таким образом, Айтеке можно перевести как «лунный козёл» или «светлый, как луна, и сильный, как козёл».

Русский суффикс -ев (а не -ов, который присоединяется к основе на твёрдый согласный) указывает на то, что фамилия была русифицирована в процессе документирования, скорее всего, в XIX — начале XX века. Фамилии с таким окончанием характерны для тюркских народов, вошедших в состав Российской империи: исходное имя Айтеке, оканчивающееся на гласный или мягкий звук, закономерно дало форму Айтекеев.

Географически фамилия Айтекеев наиболее плотно представлена в Казахстане, особенно в западных и южных регионах (Атырауская, Мангистауская, Кызылординская области), а также среди казахов в России (Астраханская, Оренбургская области). Встречается и у киргизов. Это подсказывает, что предки носителя фамилии, скорее всего, принадлежали к одному из казахских родов (жузов) или киргизских племён, где имя Айтеке было распространено. В казахской генеалогии известно имя Айтеке би — легендарного бия (судьи) и оратора XVII–XVIII веков из рода Алшын, однако напрямую выводить фамилию от него не стоит: Айтекеев — фамилия патронимическая, то есть «сын Айтеке», и могла возникнуть у любого, чьего отца или деда звали Айтеке.

Словообразовательная модель здесь проста и прозрачна: личное имя → притяжательный суффикс -ев. Никакой дополнительной социальной окраски (дворянской, крестьянской, купеческой) эта фамилия не несёт — она одинаково могла появиться у скотовода, воина или ремесленника. Единственное, что можно сказать с уверенностью: первые носители фамилии были мусульманами-суннитами, а их язык — тюркский (казахский или киргизский). Встречаются варианты написания Айтекеев и Айтекеевъ (до реформы орфографии), но они не меняют ни происхождения, ни значения.