Фамилия Чембарисов — тюркская по происхождению, и её разбор лучше начать не с корня, а с суффикса. Типичный русский патронимический суффикс -ов указывает на принадлежность: «чей?» — Чембарисов, то есть сын или потомок Чембариса. Сама основа «Чембарис» — это русифицированная форма тюркского имени или прозвища, которое в исходном виде могло звучать как Чембарыс, Чимбарыс или Джамбарыс.

Корень «чембар» (или «чимбар») в тюркских языках, включая татарский, башкирский, казахский, имеет несколько значений. Самое вероятное — «боец», «силач» или, в более широком смысле, «богатырь». В казахском языке «жембар» означает «хищный зверь», но для антропонима более характерно значение «сильный, могучий». Вторая часть, «-ыс», — распространённый тюркский суффикс, образующий имена действия или названия лиц по характерному признаку. Таким образом, имя Чембарыс могло означать «тот, кто обладает силой», «силач» или «богатырь». Встречается и версия, что основа восходит к арабскому «джанбари» (могущественный, всесильный), но для фамилии, бытовавшей в Поволжье и Приуралье, тюркская этимология убедительнее.

География фамилии Чембарисов довольно узкая и показательная. Основной регион бытования — Оренбургская область, Башкортостан и Татарстан. В этих местах фамилия встречается у татар, башкир и русских, часто имеющих смешанное происхождение. Это указывает на то, что предки Чембарисовых были крещёными татарами или башкирами, которые в XVIII–XIX веках получили фамилию по имени отца. В документах XIX века по Оренбургской губернии можно встретить записи о Чембарисовых среди государственных крестьян и казаков.

Редкий суффикс в основе — «-ис» (вместо более привычного «-иш» или «-ыш») — делает фамилию диалектной. В татарском языке есть слово «чембар» — «вид овчины» или «мех», но это значение для прозвища маловероятно: фамилии от названий мехов обычно образовывались иначе. Поэтому основная версия остаётся антропонимической: Чембарисов — потомок человека с именем-пожеланием Чембарыс, то есть «сильный, как богатырь». Сравните с однокоренными фамилиями Чембаров, Чимбаев, Джамбаров — все они имеют ту же смысловую основу и распространены в тех же регионах.