Фамилия Каирбаева образована по самой распространённой в русском языке модели — с помощью суффикса -ев, который присоединяется к основе, оканчивающейся на мягкий согласный. В данном случае основа — Каирбай. Суффикс -ев/-ов указывает на принадлежность: Каирбаева буквально означает «дочь (или жена) Каирбая». Мужской вариант фамилии — Каирбаев.

Корень фамилии — тюркский, скорее всего казахский. Имя Каирбай состоит из двух частей: «Каир» (арабское Кайыр, в тюркской передаче — «благо», «добро», «милость») и «бай» (древнетюркское «богатый», «господин», «хозяин»). Таким образом, имя Каирбай можно перевести как «богатый добром» или «щедрый господин». В казахской ономастике имена с компонентом «бай» были особенно популярны в XIX — начале XX века: их давали с пожеланием достатка и благополучия.

Фамилия Каирбаева — относительно поздняя, как и большинство фамилий у тюркских народов России и Центральной Азии. Массово они закреплялись в первой половине XX века, при советской паспортизации. До этого люди чаще обходились личным именем и указанием на отца (например, Каирбай-улы — «сын Каирбая»). Поэтому предки современных носительниц фамилии с большой вероятностью жили в казахской степи, занимались скотоводством или земледелием.

Географически фамилия Каирбаева наиболее распространена в Казахстане, особенно в южных и западных областях (Актюбинская, Кызылординская, Мангистауская), а также среди казахов, проживающих в России — в Оренбургской, Астраханской и Саратовской областях. Встречается она и у киргизов, что неудивительно: общность корней и близость языков приводят к совпадению многих имён и фамилий.

Стоит отметить, что ударение в фамилии обычно падает на второй слог — Каирбáева, хотя в разговорной речи возможны варианты. Это связано с тем, что в тюркских языках ударение часто тяготеет к последнему слогу, а в русском — фиксируется на основе. Фамилия не имеет отношения к арабскому слову «каир» (победоносный) — это распространённое заблуждение, возникающее из-за созвучия с названием столицы Египта.