Фамилия Мамбеталина — женская форма, образованная от мужской Мамбеталин, и, судя по структуре, она тюркская по происхождению, а не исконно русская. В основе лежит составное имя Мамбетали, где первая часть «Мамбет» — это фонетический вариант имени «Мухаммед» (в тюркской огласовке, распространённой у казахов, киргизов, башкир), а вторая часть «Али» — имя зятя пророка Мухаммеда, четвёртого халифа. Соединение двух имён в одно — характерная для мусульманских народов традиция: Мамбетали означает «Мухаммед и Али» или «восхваляющий Али», подчёркивая религиозную преданность.

Суффикс -ин (в мужской форме -ин, в женской -ина) указывает, что фамилия оформлена по русской модели принадлежности: «чей?» — Мамбеталин, то есть «потомок Мамбетали». Такая модель типична для фамилий, возникших в среде крещёных или русифицированных тюркских народов в XIX–XX веках, когда при переписях населения к тюркскому имени добавляли русский суффикс. Фамилия могла закрепиться в среде казахов, киргизов или татар, перешедших в православие или просто получивших русское окончание в документах.

Географически фамилия Мамбеталина встречается в основном в Казахстане, Киргизии, а также среди тюркских диаспор в России — в Оренбургской, Астраханской областях, в Башкортостане. В дореволюционных списках она почти не фиксируется, что говорит о её относительно позднем оформлении: массово фамилии у кочевых народов появились только в советское время, при паспортизации 1930-х годов. Тогда имя Мамбетали могли записать как фамилию для всего рода.

Стоит отметить, что в отличие от русских фамилий, оканчивающихся на -ин, у которых основа часто — прозвище или профессия, здесь основа — личное имя. Это сразу отличает фамилию от, например, Кузнецовых или Поповых. Никакого прозвищного или ремесленного подтекста нет: предок Мамбеталин, по всей вероятности, был просто человеком, носившим имя Мамбетали, и его дети стали Мамбеталиными. Встречаются также однокоренные фамилии — Мамбетов, Мамбетаев, Алиев, что подтверждает разложение составного имени на части в разных семьях.