Фамилия Мамбаева — ценный источник семейной истории, сохраняющий память о происхождении человека. Она образована от мужского имени Мамбай, которое является производной формой от имени Мухамметбай. Первая основа имени — Мухаммет — с арабского переводится как «восхваляемый, прославляемый» (один из эпитетов пророка). Вторая часть — тюркское «бай», означающее «хозяин, богатый человек, господин». Соединяясь, эти корни дают значение «властитель Мухаммет» или «богатый, как Мухаммет».

Имя Мухамметбай (и его сокращённая форма Мамбай) было распространено в среде тюркоязычных народов, исповедующих ислам. Такие составные имена с компонентом «бай» — типичная модель в казахской, башкирской, татарской, узбекской и других культурах. Имя давали с пожеланием мальчику богатства, благополучия и уважения, а также в честь пророка.

Фамилия Мамбаева образована по русской патронимической модели: к основе Мамбай добавили суффикс -ев, указывающий на принадлежность («чей?» — сын Мамбая). В русском языке суффикс -ев пишется после мягких согласных и й, поэтому форма Мамбаев закономерна, а не Мамбайов. Женский вариант фамилии — Мамбаева — следует той же модели склонения.

Носители фамилии чаще всего встречаются в Казахстане, Кыргызстане, Узбекистане, а также среди татар и башкир России. В русском контексте фамилия закрепилась в тех регионах, где исторически жили тюркские народы: в Оренбургской, Астраханской, Омской областях, в Татарстане и Башкортостане.

С точки зрения социального статуса, предки носителей фамилии могли быть зажиточными людьми или уважаемыми старейшинами — это следует из значения имени. Однако со временем фамилия утратила прямую связь с богатством и стала лишь родовым знаком.

В отличие от многих русских фамилий, образованных от крестильных имён, Мамбаева — пример взаимодействия исламской антропонимической традиции с русской словообразовательной моделью. Это делает её интересным объектом для изучения межкультурных контактов.