Фамилия Байтерек — редкий случай в русском ономастиконе, когда фамилия пришла не из славянского прозвища или имени, а напрямую из тюркской географической или мифологической лексики. С точки зрения словообразования, это нефамильная форма: фамилия не имеет типичных русских суффиксов (-ов, -ев, -ин, -ский). Она представляет собой застывшее тюркское словосочетание, которое стало родовым именем.

В основе лежит казахское «байтерек» (бәйтерек) — дословно «богатый тополь» или «высокий тополь». В казахской культуре это слово имеет два значения. Первое — бытовое: так называют одинокое, высокое дерево в степи, служащее ориентиром. Второе — мифологическое: Байтерек — Мировое Древо в тюркской космогонии, растущее на горе и соединяющее небо с землей. Позже это название получил знаменитый монумент в Нур-Султане, но фамилия, скорее всего, появилась задолго до него.

Фамилия Байтерек не могла возникнуть у крепостных крестьян центральной России. Её география — южные регионы бывшей Российской империи: Казахстан, Оренбуржье, Астраханская область, где было сильное тюркское население. В XIX веке такие фамилии могли получить казахи, перешедшие в православие, или русские поселенцы, усвоившие местное прозвище. Например, человека, жившего у приметного дерева или отличавшегося высоким ростом, могли прозвать Байтерек, и это прозвище закрепилось за его потомками.

Интересная деталь: в отличие от фамилий на -ов, которые указывают на принадлежность («чей сын?»), фамилия Байтерек сохранила чистую тюркскую основу без русификации. Это говорит о позднем оформлении — скорее всего, в советское время, когда паспортизация фиксировала фамилии в той форме, в которой их произносили сами носители. Поэтому среди носителей фамилии Байтерек можно встретить как казахов, так и русских с корнями в Приуралье.

Есть и менее очевидная версия: фамилия могла возникнуть от имени или титула. В тюркских языках «бай» означает «богатый, господин», а «терек» — «дерево» или, в переносном смысле, «опора». То есть Байтерек могло быть прозвищем уважаемого человека, главы рода, на которого опиралась община. Но эта гипотеза слабее, потому что в казахской антропонимике «терек» как часть имени встречается редко, а «бай» обычно стоит в начале составных имен (Баймурат, Байжан).