Фамилия Ксембекова — редкий случай, когда географическая привязка очевиднее, чем значение корня. Судя по всему, это фамилия тюркского происхождения, и её основа — личное имя Ксембек. Первая часть, «Ксем», скорее всего, восходит к арабскому «Касем» (قاسم) — «распределяющий», «раздающий» (один из эпитетов пророка Мухаммеда). Вторая часть, «бек» — тюркский титул, означающий «господин», «князь», «правитель». Таким образом, Ксембек — это «господин Касем» или «князь, который распределяет». Имя давали в честь предка, носившего это имя, или как пожелание щедрости и власти.

Однако есть нюанс. В тюркских языках (особенно в казахском, башкирском, татарском) имя «Ксембек» встречается редко. Гораздо чаще попадается «Касембек» или «Касымбек». Форма «Ксембек» — это либо местный диалектный вариант (с редукцией гласного), либо результат упрощения при записи в русских документах XIX — начала XX века. Именно тогда, при переписях и паспортизации, многие тюркские имена искажались: писали на слух, отбрасывая «лишние» слоги. Так «Касембек» мог превратиться в «Ксембек».

Суффикс «-ова» указывает на принадлежность: Ксембекова — дочь или жена Ксембека. Ударение, скорее всего, падает на последний слог: Ксембекóва. Это типичная модель для русской адаптации тюркских фамилий: к основе на согласный добавляется русский патронимический суффикс. Мужской вариант — Ксембеков.

Вероятнее всего, предки носительницы фамилии были из числа служилых татар, башкир или казахов, которые в XIX веке получили фамилию по имени отца или деда. Сословно это могли быть как крестьяне, так и представители мелкой знати (например, старшины или муллы), потому что компонент «бек» в имени часто давали людям с определённым социальным статусом. Других версий происхождения (например, от славянского корня) для этой фамилии нет — она однозначно тюркская, и её разбор не вызывает серьёзных споров.