Фамилия Чмаева — женская форма от Чмаев, и её разумно начинать с разбора прозвища, которое легло в основу. Скорее всего, в её корне лежит диалектный глагол «чмать» или «чмокать». В русских говорах «чмать» означало «чавкать, издавать звук при еде», а в переносном смысле — «медлить, мямлить» или, наоборот, «суетиться, делать что-то небрежно». Прозвище Чмай могли дать человеку с такой манерой поведения — неспешному, немного рассеянному, или, по другой версии, тому, кто любил поесть и делал это громко.

Словообразовательная модель проста: основа «чма-» (от глагола «чмать») плюс суффикс -ев, который в русских фамилиях указывает на принадлежность к отцу или главе семьи. Чмаев — «сын Чмая». Суффикс -ев, а не -ов, объясняется мягкостью конечного согласного основы (Чмай заканчивается на й, который смягчается). Такая модель типична для прозвищных фамилий центральной России и Поволжья.

Есть и менее очевидная, но возможная версия: связь с тюркским словом «чма» или «чема» — так в некоторых тюркских языках называли болото, топь, сырое место. Тогда Чмай — прозвище человека, жившего у болота или выходца из болотистой местности. Эта гипотеза правдоподобна, если учесть, что фамилия встречается в регионах с тюркским субстратом (например, в Поволжье). Однако первая версия — от звукоподражательного глагола — проще и чаще подтверждается аналогичными фамилиями (Чмокалов, Чмутов).

Географически фамилия Чмаева редкая. По данным современных поисков, она концентрируется в нескольких областях: Ростовской, Волгоградской, а также на Северном Кавказе. Это может указывать на миграцию носителей в XVIII–XIX веках. Сословно предки Чмаевых, скорее всего, были крестьянами или мещанами — прозвищные фамилии редко встречались у дворянства.

Если сравнивать с однокоренными, то Чмаев стоит в одном ряду с Чмутовым (от «чмут» — плут, обманщик) и Чмыхаловым (от «чмых» — звук чихания или фырканья). Все они образованы от звуковой или поведенческой характеристики, что делает фамилию Чмаева типичным примером «бытового» прозвища, закрепившегося в роду.