Фамилия Кемпирова — женская форма, а её мужской вариант — Кемпиров. В русской традиции такие фамилии, оканчивающиеся на -ов, обычно образуются от прозвища или имени, но в данном случае корень явно не славянский, а тюркский или арабский. Основа «Кемпир» встречается в нескольких языках Средней Азии и Поволжья. В казахском и башкирском «кемпир» означает «старуха» или «пожилая женщина». В этом значении слово могло стать прозвищем — либо по внешнему сходству (например, мужчина с бородой и морщинистым лицом, которого в шутку называли «старухой»), либо по характеру (ворчливый, хозяйственный человек). Есть и другая версия: у тюркских народов «Кемпир» — это имя или компонент имени, иногда встречающийся в сложных личных именах, например в значении «старый, мудрый». В таком случае фамилия могла образоваться от отчества: сын Кемпира — Кемпиров.

Суффикс -ов типичен для русских фамилий, которые давали людям нерусского происхождения при переходе в православие или при записи в метрические книги. Это значит, что предки носителей фамилии Кемпиров, скорее всего, были татарами, башкирами, казахами или представителями других тюркских народов, жившими в смешанных регионах — например, в Оренбургской, Астраханской губерниях или в Поволжье. Фамилия могла закрепиться в XIX веке, когда крестьян и казаков активно переписывали, давая им фамилии по отцу или по прозвищу.

Встречается фамилия и в других написаниях — Кемпиров, Кемпіров (в украинской транскрипции), но вариант через «и» наиболее распространён. Географически Кемпировы чаще всего фиксируются в Казахстане, Башкортостане и Татарстане, а также в русских областях, граничащих с этими регионами. Редкость фамилии объясняется тем, что исходное слово «кемпир» не стало массовым прозвищем, а осталось локальным или семейным. Если сравнивать с однокоренными, то есть фамилия Кемпер (возможно, от того же корня, но через немецкое влияние), но Кемпиров — отдельная линия, связанная именно с тюркским миром.