Фамилия Кстаубаев — один из редких случаев, когда основа не поддаётся однозначному разбору без привлечения тюркской лексики. Это фамилия казахского или башкирского происхождения, образованная по восточной модели с суффиксом -ев (русская адаптация тюркского патронимического суффикса). Если бы фамилия была исконно русской, она звучала бы иначе, а здесь мы имеем дело с передачей чужого имени через русскую грамматику.

Разберём корень. В казахском языке есть слово «кстау» или «қыстау» — зимовка, зимнее пастбище, место, где скот проводят зиму. Человек, связанный с зимовкой, мог получить прозвище Кстау (зимовщик, зимующий). Далее к основе добавили аффикс -бай: в тюркских именах «бай» означает «богатый», «господин», «хозяин». Получается Кстаубай — «хозяин зимовки» или «богатый зимовщик». Фамилия Кстаубаев, таким образом, означает «потомок Кстаубая».

Вторая версия, менее вероятная, но тоже возможная: корень мог восходить к личному имени Кстау, которое в свою очередь сократили от более длинного имени (например, Кыстаубай). В таком случае имя давали ребёнку, родившемуся в зимнее время или в период зимовки скота. Такая практика — называть детей по времени года или хозяйственному циклу — обычна для кочевых народов.

Географически фамилия тяготеет к западным и северным регионам Казахстана, а также встречается у башкир и татар. В русских документах XIX века подобные фамилии часто записывали на слух, поэтому возможны варианты написания: Кыстаубаев, Кстаубай, Кстаубаев. Единого стандарта до советской паспортизации не было.

С точки зрения социального происхождения предки Кстаубаевых скорее всего были скотоводами, владельцами зимних стоянок. Фамилия не указывает на аристократию, но и не говорит о бедности — владение зимовкой в степи означало определённый достаток и хозяйственную самостоятельность.