Фамилия Ильтекова, скорее всего, имеет тюркское происхождение, что сразу выделяет её на фоне более привычных славянских фамилий. Её основа — мужское личное имя или прозвище Ильтек, которое, в свою очередь, восходит к тюркскому слову «ил» (страна, народ, родина) и суффиксу «-тек» (подобный, равный). Таким образом, имя могло означать «равный стране» или «подобный народу» — почётный титул, указывающий на высокий статус или уважение в обществе.

Суффикс «-ов» в окончании фамилии — классический русский патронимический формант, указывающий на принадлежность: Ильтекова — это «дочь Ильтека» или «жена Ильтекова». В русской традиции такие фамилии закреплялись за женщинами, но в бытовом употреблении форма «Ильтекова» может быть и женским вариантом фамилии, если мужская форма — Ильтеков.

Географически фамилия встречается в регионах с исторически сильным тюркским влиянием — в Татарстане, Башкортостане, а также в Оренбургской и Челябинской областях. Это указывает на то, что предки носителей фамилии могли быть из числа тюркоязычных народов (татары, башкиры, казахи), которые со временем приняли русскую фамильную модель.

Менее вероятная, но возможная версия связывает имя Ильтек с тюркским «ильтеке» — так называли мелкого служилого человека или приказчика. В этом случае фамилия могла возникнуть как прозвище по роду занятий, а не по имени.

В документах фамилия фиксируется с XVIII–XIX веков, когда у татар и башкир начали массово появляться русские по форме фамилии. Сейчас она довольно редкая, что делает её ценной для генеалогического поиска — носители, скорее всего, связаны общим корнем в пределах одного-двух регионов.