Фамилия Культемиров — редкий случай, когда тюркская основа почти прозрачна, а вот точное значение имени, от которого она образована, вызывает споры. Это отчество в форме «чей сын?»: суффикс -ов указывает на принадлежность, а корень — на личное имя Культемир или Кюльтемир.

Разбираем имя по частям. Первая часть — «Куль» (Кюль, Күл). В тюркских языках у этого слова два основных значения. Первое — «раб, слуга», часто в составе сложных имён-оберегов (Кулмухаммед — «раб Мухаммеда»). Второе, более древнее и менее очевидное для современного носителя, — «пепел, зола». В древнетюркской антропонимии «пепел» символизировал не уничтожение, а, напротив, несокрушимость: пепел не горит, его не сжечь. Имя Кюль-Тегин («принц-пепел», то есть «несокрушимый принц») носил знаменитый военачальник Второго Тюркского каганата VIII века, чья память увековечена в орхонских рунических надписях. Вторая часть — «темир» — железо. Наиболее вероятное прочтение: Культемир — либо «железный раб» (имя-оберег: пусть злые силы не позарятся на ребёнка, он всего лишь раб), либо «железный пепел» (как высшая степень крепости: несокрушимое железо, прошедшее огонь). В пользу «обережной» версии говорит массовость имён с компонентом Кул- у татар, башкир и казахов, где они были очень распространены.

Географически фамилия Культемиров тяготеет к Волго-Уральскому региону и Западной Сибири. Она встречается у казанских татар, башкир и сибирских татар. Среди русских дворянских родов её нет — это фамилия крестьянского и мещанского сословий, чаще всего мусульманского происхождения. В документах XIX века форму без русификации — Культемиров — могли записывать как Культемиров или Кюльтемиров; вариант с «ё» практически не встречается.

Если сравнивать с однокоренными, то Культемиров стоит в одном ряду с Кульмухамметовым, Кульбаевым (где «бай» — богач) и Кульсаитовым. Отдельно стоят фамилии на Темир-: Темиров, Темирханов, Темирбулатов. Культемиров — более редкий и архаичный вариант, сохранивший двусоставное имя, которое в быту уже почти вышло из употребления.

Коротко: предок носителя этой фамилии, скорее всего, был тюрком-мусульманином из Поволжья или Приуралья, и звали его Культемир. Имя это давали с пожеланием несокрушимой крепости или как защиту от сглаза.