Фамилия Естемесова образована от казахского имени Естемес. В переводе на русский язык это имя означает «щедрый». Родители, давая такое имя сыну, желали ему вырасти великодушным, бескорыстным и благородным человеком. Со временем потомки человека по имени Естемес закрепили за собой фамилию Естемесова.

Эта фамилия принадлежит к распространённой модели тюркских фамилий, где к основе — мужскому имени — добавляется русский суффикс принадлежности -ов (в женском роде -ова). Такие фамилии массово фиксировались у казахов в XIX — начале XX века во время переписей и административного учёта. В отличие от русских фамилий, где суффикс -ов чаще указывал на отчество («чей сын?»), здесь он играл ту же роль, но присоединялся к имени, не имевшему славянских корней.

Имя Естемес — составное, характерное для казахской антропонимии. Его основа восходит к глаголу со значением «желать», «намереваться», а в целом имя осмыслялось как пожелание ребёнку не скупиться на добро. В казахской традиции такие имена-пожелания давались не только как отвлечённая характеристика, но и как оберег, призванный закрепить за человеком названное качество.

Фамилия Естемесова встречается преимущественно в Казахстане и среди казахской диаспоры. Поскольку имя Естемес — редкое даже в самой Казахстане, фамилия остаётся немногочисленной. Встречаются варианты написания с буквой «о» на конце (Естемесов) — это мужская форма, тогда как Естемесова — женская. В русскоязычной среде фамилия склоняется по правилам русского языка: Естемесовой, Естемесову и так далее.

Однокоренных фамилий, образованных от того же корня, практически нет: имя Естемес не дало большого числа производных. Это делает фамилию Естемесова не просто указанием на предка, а редким маркером конкретной родовой линии, сохранившей имя в почти неизменном виде.