Фамилия Буранбаев — классический образец тюркской модели образования фамилий. Её основа — составное мужское имя Буранбай, которое, в свою очередь, складывается из двух самостоятельных частей. Первая часть, «Буран», напрямую связана с явлением природы — бураном, сильной метелью или снежной бурей. У многих тюркских народов существовала традиция давать ребёнку имя, отражающее обстоятельства его рождения. Мальчика, появившегося на свет в день, когда бушевала стихия, могли назвать Бураном, чтобы имя напоминало о событии или, по поверьям, передавало ребёнку силу природы.

Вторая часть имени — «бай» — очень распространённый компонент в тюркской ономастике. В переводе с древнетюркского это слово означало «хозяин», «богатый человек», «господин», «могущественный». В составе имени «бай» выполняло роль пожелания: родители желали сыну богатства, благополучия и уважения в обществе. Таким образом, имя Буранбай можно истолковать как «богатый, как буран» или «господин, рождённый в буран», но точнее — как двухкомпонентное имя-пожелание с конкретной «погодной» привязкой.

Фамилию Буранбаев образовали по стандартной для тюркских языков модели: к имени Буранбай добавили русский патронимический суффикс -ев, который указывает на принадлежность («чей?»). Буквально фамилия означает «сын Буранбая» или «потомок Буранбая». Такая модель массово закрепилась у башкир, татар, казахов и других народов в XIX–XX веках, когда оформлялись официальные фамилии по русскому образцу.

С точки зрения географии, фамилия Буранбаев наиболее характерна для Башкортостана и Оренбургской области, реже встречается у казахов. В башкирском языке ударение в фамилии падает на последний слог — Буранба́ев, что соответствует тюркской просодике. В русском произношении возможен перенос ударения на второй слог.

Среди однокоренных фамилий, образованных от того же корня «буран», можно назвать Буранов, Бурангулов, Буранчин. У всех у них общая природная основа, но разные суффиксы и вторые компоненты. Буранбаев стоит особняком — это единственная распространённая фамилия, где «буран» соединился с титульным «баем», что делает её значение более социально окрашенным, нежели просто «метельное» прозвище.