Фамилия Гемальдинова — женская форма мужской фамилии Гемальдинов, и её основа почти наверняка тюркская или арабо-тюркская. Главный ключ здесь — не в суффиксе (стандартный русский -ов/-ев для оформления фамилий), а в корне «Гемальд-». Скорее всего, это искажённое или диалектное произношение арабского имени «Джамаль» (Jamal), что значит «красота», «совершенство». В тюркских языках, особенно в татарском и башкирском, звук «дж» часто переходит в «г» или «ж», поэтому «Джамаль» мог превратиться в «Гамаль», а далее — с добавлением форманта -дин (от арабского «дин» — вера, религия) — получилось «Гамальдин» или «Гемальдин». Такой тип сложения (арабское имя + «дин») очень распространён у мусульманских народов Поволжья и Кавказа: например, Габдулдин, Нургалиев, Валиуллин. Имя «Джамаль-ад-Дин» означает «красота веры» — это полноценное арабо-мусульманское теофорное имя.

Фамилия Гемальдинова, таким образом, образована от имени Гемальдин (или Гамальдин), которое давали мальчику с пожеланием красоты души и крепости веры. Русский суффикс -ов превратил имя в фамилию по обычной для XIX–XX веков модели: сын Гемальдина стал Гемальдиновым, а его жена или дочь — Гемальдиновой. Географически такая фамилия чаще всего встречается в среде татар, башкир, а также у северокавказских народов (кумыки, ногайцы), но её носители могут жить и в центральной России из-за переселений. В дореволюционных записях фамилия могла писаться иначе: Гамальдинов, Гамальдинова — буква «е» в первом слоге, скорее всего, результат аканья или местного произношения, закреплённого в паспорте. Редкий случай, когда фамилия сохранила почти точную звуковую форму мусульманского имени, не «обрусев» до полной неузнаваемости.