Фамилия Каимова образована по самой распространённой в русской ономастике модели — с помощью суффикса -ов, указывающего на принадлежность: «чей?» — Каимов, то есть сын или потомок человека по имени или прозвищу Каим. Женская форма Каимова — зеркальное отражение мужской основы, и она не меняет смысла, а лишь указывает на пол носителя.

Центральный вопрос — что такое «Каим»? Здесь возможны два основных пути, и оба ведут к тюркским корням. Первый и самый прямой: имя Каим (или Кайым) — это один из вариантов тюркского имени Каюм, восходящего к арабскому «аль-Кайюм», одному из 99 имён Аллаха в исламе, означающему «Вечносущий», «Поддерживающий жизнь». В татарской, башкирской, казахской среде такое имя встречалось, и от него закономерно возникали фамилии типа Каимов, Каюмов, Каюмова. Фамилия Каимова, таким образом, могла появиться у крещёных татар, башкир или других тюркских народов, принявших православие, где отчество перешло в наследственную фамилию.

Вторая версия связана не с личным именем, а с прозвищем. В некоторых тюркских языках слово «каим» или «кайым» может означать «упрямый», «настойчивый», «стойкий» (от глагольной основы «кай-» — упорствовать). В этом случае прозвище Каим давали человеку с твёрдым, несгибаемым характером. Такое прозвище могло закрепиться за родоначальником независимо от его вероисповедания — в русской среде или в среде крещёных инородцев.

Географически фамилия Каимова не является массовой и широко распространённой. По данным открытых источников, её носители встречаются в Поволжье (Татарстан, Башкортостан, Ульяновская область), на Северном Кавказе (в частности, в Дагестане, где возможны кумыкские или ногайские корни), а также в Сибири, куда фамилия могла попасть с переселенцами. Встречается она и у казахов, но там обычно сохраняется мужская форма Каимов, а женская Каимова — скорее результат русификации.

Сравните с однокоренными фамилиями: Каюмов — самый частый вариант с более ясной арабской этимологией; Каимов — его фонетический дубль, возникший из-за редукции гласных в устной речи или особенностей местного произношения. Есть и фамилия Каймов — более редкая, но того же корня. Суффикс -ов в русской передаче тюркских имён — стандартный способ адаптации, так что фамилия Каимова — типичный пример того, как восточное имя стало частью русской фамильной системы.