Фамилия Демироз — редкий случай, когда русская по форме фамилия образована от тюркского корня. Её основа восходит к словосочетанию «демир» (железо) и «оз» или «юз» (след, рубеж, или же «сто»). Наиболее вероятное значение — «железный след» или «железная метка», что могло быть прозвищем кузнеца, оружейника или человека, оставлявшего после себя прочный, нестираемый след в делах. В тюркских языках, особенно в азербайджанском и турецком, «демир» — распространённый компонент имён и прозвищ.

Суффикс -оз в русской адаптации необычен. Он мог возникнуть при передаче тюркского «юз» (сто) или «оз» (ручей, долина) через русскую речь, где конечное «з» озвончилось. Вторая версия — фамилия могла быть искусственно создана в советское время, когда тюркские корни соединяли с русским окончанием -ов, но здесь окончание отсутствует, что указывает на более раннее бытование, возможно, у крымских татар или народов Кавказа.

С точки зрения словообразования, фамилия не имеет типичного русского суффикса (-ов, -ин, -ский), что говорит о её поздней фиксации в документах или о том, что она не прошла полную русификацию. Носители фамилии Демироз встречаются в основном в южных регионах России, на Северном Кавказе и в среде тюркоязычных диаспор. География подтверждает: предки скорее всего были ремесленниками, связанными с обработкой металла, или людьми, получившими прозвище за твёрдость характера.

В ономастических справочниках фамилия не упоминается среди массовых, что делает её уникальной. Если сравнивать с однокоренными, например, с фамилией Демиров (где добавлен русский суффикс), Демироз сохранила исходную тюркскую структуру без наращивания, что редкость. Спорных версий две: связь с турецким «demir yüz» (железное лицо) менее вероятна фонетически, так как «юз» в этом значении давало бы другое окончание. Правдоподобнее всего — прозвище мастера по железу, закрепившееся в форме, близкой к оригиналу.