Фамилия Букембаева — яркий пример казахской антропонимической модели, которая в русском языке получила характерное для женского рода окончание -а. Её основа — мужская фамилия Букембаев, образованная по типичному для тюркских народов принципу: к личному имени или прозвищу добавлялся компонент -бай, что в переводе с древнетюркского означает «богатый», «могущественный», «господин». В казахской ономастике этот элемент был чрезвычайно популярен: он входил в состав множества имен-оберегов, указывая на пожелание богатства и благополучия ребенку.

Первая часть фамилии — «Букем» — скорее всего, восходит к арабскому имени «Букем» (вариант «Буким»), что означает «разделяющий», «решающий» или «мудрый». В казахской среде такие имена нередко давали с надеждой на то, что сын вырастет справедливым судьей (бием) или уважаемым аксакалом. Таким образом, полное имя Букембай буквально переводится как «богатый (или господин) по имени Букем», то есть «богатый мудрец» или «могущественный судья». Со временем имя превратилось в фамилию, закрепившись за потомками этого человека.

Географически фамилия Букембаева наиболее распространена в Казахстане, особенно в южных и западных областях, где традиция имен с компонентом -бай сохранялась дольше всего. Встречается она и среди казахов, проживающих в приграничных регионах России (Астраханская, Оренбургская области). В дореволюционный период носители этой фамилии относились к «простой» сословной группе — скотоводам или земледельцам, реже к родовой знати, поскольку сам по себе элемент -бай не гарантировал высокого социального статуса, а скорее был пожеланием.

С точки зрения словообразования, фамилия уникальна тем, что сохранила редкое для современного русского уха сочетание «кем» в корне. Это не даёт спутать её с более частыми фамилиями на -баев (вроде Аманбаев, Есенбаев), где первая часть — общеупотребительное имя. Букембаева — пример того, как личное имя-пожелание, пройдя через века, превратилось в родовой знак, который по-прежнему несёт в себе отголосок степной традиции давать ребёнку имя-оберег на удачу и достаток.