Фамилия Каинбеков — одна из тех, где на слух угадывается восточный корень, и догадка верна. Её основа — мужское имя Каинбек, которое, скорее всего, является производным вариантом более распространённого тюркского имени Каимбек. Разница в одной букве («н» вместо «м») могла возникнуть из-за местного произношения или особенностей диалекта — в тюркских языках такие фонетические переходы встречаются нередко.

Имя Каимбек составное. Первая часть, Каим, восходит к арабскому слову со значением «существующий», «живущий», «пребывающий». Вторая часть — Бек, древний тюркский титул, означающий «князь», «господин», «правитель». В составе личных имён Бек традиционно указывал на знатность, высокое положение или просто пожелание ребёнку стать уважаемым человеком. Соединив оба корня, получаем имя-пожелание: родители, называя сына Каинбеком, желали ему долгой, благополучной жизни и положения в обществе.

Фамилия образована по стандартной для многих тюркских народов модели: к имени отца добавлялся русский патронимический суффикс -ов. Сын Каинбека становился Каинбековым — то есть «принадлежащий к роду Каинбека». Со временем это отчество закрепилось как наследственная фамилия.

Точная география фамилии Каинбеков не привязана к какому-то одному региону, но по модели образования ясно, что её носители — потомки выходцев из тюркской или исламизированной среды, скорее всего, из Поволжья, Приуралья, Казахстана или Средней Азии. В русском контексте такие фамилии фиксировались в основном у татар, башкир и представителей кавказских народов, где имена с компонентом «бек» были традиционны.

С точки зрения словообразовательной модели, фамилия Каинбеков примечательна тем, что сохранила в основе редкий фонетический вариант «Каин» вместо более частого «Каим». Это может указывать на конкретный говор или даже на запись имени со слуха при переписи — писарь мог записать так, как услышал от носителя.