Фамилия Кысырбаева — тюркская, и её разумнее рассматривать в паре с мужской формой Кысырбаев. Основа фамилии составная, что характерно для казахской и других тюркских ономастических традиций. Первая часть, «Кысыр», в тюркских языках имеет значение «яловая», «бесплодная» (о самке животного). Вторая часть, «бай», — распространённый компонент, означающий «богач», «хозяин», «господин». Соединение этих двух смыслов на первый взгляд парадоксально: «бесплодный богач». Однако в кочевой культуре прозвища нередко давались с охранительной, оберегающей функцией. Назвать мальчика Кысырбаем — значит попытаться обмануть злых духов, сделать вид, что ребёнок не представляет ценности, чтобы уберечь его от болезней и смерти. Такой приём (дисфемизм или имя-оберег) хорошо известен у многих народов: чем хуже имя, тем здоровее будет его носитель.

Словообразовательная модель проста: к основе Кысырбай добавили русский патронимический суффикс -ев (фонетический вариант -ов после мягкого согласного) и окончание -а, указывающее на женский род. Таким образом, Кысырбаева — это «дочь (или жена) Кысырбая».

Фамилия указывает на казахское происхождение рода. Встречается она преимущественно в Казахстане, особенно в южных и западных областях, а также среди казахов, живущих в России (Оренбургская, Астраханская области). Носительница фамилии — женщина, чей предок по мужской линии носил охранительное прозвище Кысырбай. В дореволюционную эпоху такие фамилии закреплялись за представителями разных сословий: от скотоводов-шаруа до зажиточных баев, но в основе всегда лежала родовая память о конкретном человеке с этим прозвищем.

С точки зрения лингвистики, фамилия хорошо сохранила архаичную тюркскую лексику. Слово «кысыр» сегодня в казахском языке чаще используется в прямом зоотехническом смысле, но как компонент имени оно уходит корнями в древние верования. Никакой негативной окраски, кроме охранительной, в ней нет.