Фамилия Бехтемыров — редкий случай, когда основа, скорее всего, не тюркская, а иранская, что выделяет её на фоне множества «восточных» фамилий на -ов. Вопреки внешнему сходству с фамилиями вроде Бектемиров (от тюркского «бек» + «Темир» — железо), корень «бехтем» восходит к персидскому бехтам (بهتام) — «лучший род» или «лучший из рода». «Бех» по-персидски значит «лучший», «там» — «род, семья». Таким образом, Бехтемыр — это не имя, а прозвище-характеристика человека, которого считали наилучшим продолжателем рода, «лучшей крови».

Суффикс -ов указывает на русскую патронимическую модель: Бехтемыров — «сын Бехтемыра». Это говорит о том, что прозвище успело закрепиться в документах Московского государства как личное имя или прозвище до того, как фамилия была записана окончательно. Важно, что в русских переписных книгах XVI–XVII веков фиксировались именно такие «говорящие» прозвища, часто без тюркского фона, а с прямым заимствованием из персидского через посредство каспийской или среднеазиатской торговли.

Географически фамилия привязана к северо-востоку Европейской России. Основной ареал — бывшая Вятская губерния (современные Кировская область, Удмуртия, Марий Эл). Вятка была зоной активного контакта русского населения с поволжскими татарами, марийцами и удмуртами, но персидские заимствования проникали туда через купеческие пути и дипломатические связи с Персией и Хивой. Поэтому Бехтемыровы — это, скорее всего, русские крестьяне или посадские люди, получившие прозвище от соседей или священника, знавшего персидскую лексику, либо выходцы из среды служилых татар, но с иранским, а не тюркским именем.

Встречаются варианты написания: Бехтемиров, Бехтемеров, Бехтимеров. Форма через «ы» — Бехтемыров — более архаичная и редкая, она лучше сохраняет исходное произношение гласной в корне. В современном русском языке фамилия почти не встречается за пределами Кировской области и Татарстана, что подтверждает её локальный характер. Никаких известных дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано — это стопроцентный случай крестьянской или мещанской фамилии, возникшей в XV–XVII веках.