Фамилия Махтеева — женская форма, в основе которой лежит мужская фамилия Махтеев. Её ядро — имя или прозвище Махтей. Чтобы понять происхождение, стоит разобрать эту основу, которая не является ни общеупотребительным русским именем, ни очевидным славянским прозвищем.

Скорее всего, Махтей — это вариант тюркского имени Махты (Махтум, Махмуд) или его производная форма. В тюркских языках корень «мах» восходит к арабскому «махмуд» («хвалимый», «достойный похвалы»). Имена с этим корнем были широко распространены среди татар, башкир, казахов и других народов, исповедующих ислам. Суффикс «-ей» в русском языке часто адаптировал иноязычные имена, делая их более привычными для русского уха (сравните: Ахмет — Ахметей, Сабир — Сабирей). Таким образом, Махтей — это русифицированная форма мусульманского имени.

Модель образования фамилии Махтеева проста: к основе Махтей добавился русский патронимический суффикс «-ев», который указывает на принадлежность («чей?» — сын Махтея). Такая фамилия возникла в среде, где русская административная система фиксировала людей по отцу, но сами предки носили нерусское имя. Географически фамилия Махтеев (и Махтеева) чаще всего встречается в Поволжье и Приуралье — регионах с давним и плотным русско-тюркским пограничьем, где активно шёл процесс ассимиляции и смешения культур.

Встречается и более редкая, но возможная версия: прозвище Махтей могло произойти от диалектного глагола «махтать» — в некоторых говорах так называли болтать, качать или делать что-то размашисто. Однако, учитывая ареал бытования фамилии и её звуковой облик, тюркская версия выглядит значительно убедительнее. Носительница фамилии Махтеева может с высокой долей вероятности иметь предков из числа крещёных татар или других тюркских народов, чьи имена были адаптированы при переходе в православие или при записи в русские документы.