Фамилия Маделбеков — одна из тех, где сразу видны два пласта: тюркское имя-основа и русский фамильный суффикс. Если разобрать её по составу, то корень «Маделбек» — это сложное имя, а окончание «-ов» указывает на то, что фамилия формировалась в русскоязычной среде, скорее всего, при документальном оформлении в XIX–XX веках.

Имя «Маделбек» состоит из двух частей. Первая — «Мадел» (варианты: Мадал, Мадел). Это имя, скорее всего, восходит к арабскому слову «мадад» (помощь, поддержка) или к тюркскому «мадал» (сила, мощь). В ономастике встречается и версия, что «Мадел» — это диалектная форма имени «Мадани» (от араб. «мадани» — культурный, городской), но она менее вероятна для фамилий, бытующих в казахской и башкирской среде. Вторая часть — «бек» — классический тюркский титул, означающий «господин», «князь», «правитель». В составе личных имён он указывал на знатное происхождение или на пожелание ребёнку стать уважаемым, властным человеком. Таким образом, имя Маделбек можно перевести как «могучий господин» или «помощник-бек».

Суффикс «-ов» — самый распространённый в русских фамилиях, но в данном случае он не означает славянского происхождения носителей. В XIX веке при переписях и выдаче паспортов тюркские имена русифицировали, добавляя стандартное окончание. Поэтому фамилия Маделбеков — это типичная «патронимическая» русская фамилия от тюркского личного имени. Её носители — потомки человека по имени Маделбек.

Географически фамилия тяготеет к регионам, где распространены тюркские народы: Казахстан, Башкортостан, Татарстан, а также к среде казахов и башкир. Встречается и в азербайджанской среде, но там чаще использовалась бы форма без суффикса («Маделбеков» вместо «Маделбекли»). В отличие от многих фамилий на «-беков», где первая часть — арабское или персидское имя, здесь основа «Мадел» более редкая и конкретная, что делает фамилию узнаваемой в узком кругу носителей.

Сословной принадлежности у фамилии нет: «бек» в имени не гарантировал потомкам дворянства в Российской империи. Чаще всего это были выходцы из зажиточных крестьян, скотоводов или сельских старшин, чьё имя при записи в метрики получило стандартную форму. Споров о происхождении корня «Мадел» практически нет — все версии сходятся на значении «сила» или «помощь», что делает этимологию прозрачной и устойчивой.