Фамилия Ботобаева звучит необычно для русского уха, и это подсказка: её корни, скорее всего, не в славянской, а в тюркской языковой среде. Основа «Ботобай» — это составное имя, типичное для казахской, киргизской или башкирской антропонимии. Первая часть, «Бото», в тюркских языках часто означает «верблюжонок», но также может быть вариантом имени «Бота» (в значении «малыш», «дитятко» — ласковое обращение). Вторая часть — «бай», широко распространённый компонент, означающий «богатый», «хозяин», «господин». Таким образом, имя Ботобай могло быть пожелательным: «богатый потомством» или «уважаемый, как верблюжонок» (верблюд в степи — ценное животное).

Фамилия образована по классической русской модели: к основе «Ботоба(й)» добавили притяжательный суффикс «-ев» и окончание «-а», указывающее на женский род. То есть Ботобаева — это «дочь/жена Ботобая». Встречается она преимущественно у народов, говорящих на языках кыпчакской группы (казахи, киргизы, отчасти башкиры и татары), и в русской записи закрепилась через паспортную систему XIX–XX веков.

Споров вокруг корня почти нет. Версия с «верблюжонком» — самая прямая, её поддерживает и бытование фамилий с похожей структурой: Ботабаев, Ботаев. Менее вероятно, хотя и возможно, что «Бото» — это искажённое «батыр» (богатырь) или «бут» (нога), но в сочетании с «бай» такие значения дают странную смысловую конструкцию. Поэтому правдоподобнее держаться «детской» темы.

Социально предки Ботобаевых, скорее всего, относились к скотоводам или мелкой знати (баи — зажиточные люди в ауле). Фамилия не дворянская, не купеческая в русском понимании, но указывает на определённый достаток и уважение в кочевой общине. Географически чаще всего она встречается в Казахстане и Киргизии, в России — в регионах с тюркским населением (Оренбуржье, Астраханская область, Башкортостан).