Фамилия Есмамбетова — женская форма фамилии Есмамбетов, типичный пример тюркской антропонимии, адаптированной русским суффиксом -ов/-ев. В основе фамилии лежит сложное личное имя Есмамбет, которое состоит из двух частей: «Есма» (калька с арабского «Исма» — «имя», «величие», или же вариант имени Асма — «превосходная») и «мбет» (от арабского «мухаммад» — «восхваляемый», в тюркском произношении часто редуцируется до «мбет», «бет»). Таким образом, Есмамбет дословно переводится как «имя Мухаммада» или «славное имя», что указывает на сильное религиозное влияние ислама в регионе.

Фамилия характерна для народов, говорящих на кыпчакских языках: казахов, башкир, татар, а также ногайцев. Географически она чаще всего встречается в Западном Казахстане и Оренбургской области России. В этих местах сложные двухосновные имена с компонентом «мбет» были особенно популярны в XVIII–XIX веках, когда родители стремились подчеркнуть благочестие, соединяя в имени ребёнка сакральные понятия. Суффикс -ов/-ев, добавленный к тюркскому имени, — не признак русского происхождения, а следствие делопроизводства Российской империи, требовавшего унификации фамилий по русскому образцу для всех подданных.

С точки зрения словообразовательной модели, фамилия Есмамбетова стоит в ряду таких же «многосоставных» фамилий, как Утембетов, Бекмухамбетов, Айтмамбетов. Общего сословного происхождения у носителей нет: предки могли быть как скотоводами-кочевниками, так и служилыми людьми (например, толмачами или казаками), поскольку в степи имя Есмамбет не было закреплено за какой-то одной социальной группой.

Встречаются варианты написания: Есмамбетова (с буквой «е» в начале) и реже — Исмамбетова, что отражает колебания в передаче арабского звука «айн» через русскую графику. Первый вариант закрепился как нормативный.