Фамилия Баемов — тюркская по происхождению, и её разбор стоит начать с корня и географической привязки. Основа «бай» (или «байым») в тюркских языках означает «богатый», «господин», «хозяин», а также входила в состав личных имён как пожелание достатка и знатности. Вторая часть «-ем» — это, скорее всего, аффикс принадлежности или уменьшительно-ласкательный суффикс (как в именах Баем, Баим). Таким образом, Баем — это либо личное имя (Баем — «мой богач», «мой господин»), либо прозвище зажиточного или влиятельного человека. Фамилию образовали по русской модели — прибавлением суффикса -ов, что типично для крещёных тюркских народов в XIX веке: Баемов означает «сын (или потомок) Баема».

География фамилии указывает на Поволжье и Приуралье. Баемовы — это, скорее всего, башкиры, татары или мишари, у которых имя Баем встречается в метрических книгах и ревизских сказках. В башкирском языке есть слово «байым» — «богатство», «достояние», что могло быть и мирским именем-оберегом: ребёнка называли Баем, чтобы он вырос состоятельным. Интересно, что у фамилии есть параллельная форма — Баимов, где корень «бай» перешёл в «баи-» под влиянием диалектного произношения. Встречается и вариант Баемов с ударением на первый слог, что говорит о сохранении тюркской интонации.

Сословная принадлежность носителей была разной. В Оренбургской и Уфимской губерниях Баемовы числились среди тептярей, башкир-вотчинников и государственных крестьян. Часть могла быть из татарских купцов или мулл, поскольку имя Баем нередко давали в религиозных семьях. Однако единого дворянского рода с такой фамилией нет — это массовая народная фамилия, которая закрепилась при переходе к паспортной системе в конце XIX века.

Один из редких углов для анализа — суффикс -ем. В русской ономастике он нехарактерен, а в тюркских языках это показатель первого лица («мой»). Это значит, что первоначально имя Баем могло быть обращением: «мой богач» — так жена могла называть мужа, или родители — сына. Такие формы редко попадают в официальные документы, но именно они дают живую картину быта: фамилия Баемов буквально несёт в себе интимное, домашнее прозвище, которое со временем стало родовым.