Фамилия Кузембаев — яркий пример русской фамилии, образованной от тюркского имени. Её основа — составное мужское имя Кузембай, которое хорошо сохранилось у казахов, башкир, татар и других народов. Первая часть, «Кузем» (или «Козем»), восходит к тюркскому «коз» — «глаз» или к имени Кузем (форма от арабского Хузайма, означающего «маленький»). Вторая часть, «бай», — это «богач, хозяин, господин». В сумме имя Кузембай могли давать со значением «богатый, как глаз» (в переносном смысле — драгоценный, зоркий) или «маленький господин».

Суффикс «-ев» в конце фамилии — типичный русский патронимический формант. Он указывает на то, что фамилия оформлялась в русской среде или по русской административной традиции: Кузембаев буквально означает «сын Кузембая». Такая модель (тюркское имя + русский суффикс) характерна для XVI–XIX веков, когда представители тюркских народов, особенно служилые татары и башкиры, входили в состав Российского государства и получали фамилии по отцу.

Географически фамилия Кузембаев наиболее плотно распространена в Оренбургской, Челябинской, Астраханской областях, а также в Казахстане. Это указывает на район расселения южноуральских и приуральских башкир, оренбургских казаков и казахских родов. Предки носителя фамилии, скорее всего, были скотоводами, степными воинами или крестьянами, получившими фамилию при переписях. Редкость фамилии — в её двойной лингвистической природе: чисто тюркская основа обрусела через суффикс, что делает её маркером давних межэтнических контактов в Поволжье и Приуралье.

Интересно, что в некоторых документах XIX века встречается вариант написания «Кузембаев» через «а» (Кузембаев) и реже «Кузембеев». Это не ошибка, а отражение диалектного произношения: в тюркских языках гласные во втором слоге могли редуцироваться, и на письме фиксировалось то, что слышал писарь. Современное написание с «а» закрепилось как нормативное.