Фамилия Ботбаев — из числа тех, где значение складывается из двух тюркских корней, и оба они прозрачны, хотя сочетание даёт простор для догадок. Первая часть восходит к слову «бот» или «бота» — «верблюжонок». В тюркских языках это слово нередко использовалось как ласковое прозвище: так могли назвать человека с большими чёрными глазами, красивыми и выразительными, как у детёныша верблюда. Вторая часть — «бай», то есть «богатый хозяин, господин, могущественный человек». Этот компонент в фамилиях тюркского происхождения встречается сплошь и рядом, но здесь он не просто довесок.

Самая прямая версия: основатель рода получил при рождении имя Бота — за глаза, а компонент «бай» добавили, чтобы указать: мальчик сын богатого бая. Такая модель («имя + бай») в тюркской антропонимии обычна: она подчёркивала принадлежность к знатному или состоятельному роду. Но есть и другая, не менее правдоподобная гипотеза: «бота-бай» могло быть прозвищем человека, владевшего огромными стадами верблюдов. В скотоводческих культурах верблюд — не просто животное, а мерило богатства, и «верблюжий бай» — это хозяин, у которого этих животных сотни. Какая из версий точнее, сказать трудно, но обе укладываются в логику тюркского именования: прозвище либо указывало на внешность, либо на имущественное положение.

Фамилия Ботбаев — патронимическая, образована по русской модели с суффиксом -ев, который в тюркских фамилиях присоединялся к основам, оканчивающимся на мягкий согласный или гласный. В данном случае исходная форма — Ботбай, то есть «сын Ботбая». Географически фамилия тяготеет к регионам, где традиционно сильны тюркские языки: Казахстан, Башкортостан, Татарстан, северный Кавказ. Встречается и у киргизов, и у ногайцев, хотя точную этническую привязку по одной фамилии не установить — слишком широка зона бытования.

Любопытно, что в фамилии сохранился архаичный фонетический вариант «бота» вместо более привычного «боты» или «бөте». Это указывает на диалектную основу или на то, что фамилия закрепилась в письменной форме достаточно рано, до унификации произношения.