Фамилия Мамедбеков — составная, что сразу бросается в глаза при разборе. Она образована от личного имени Мамедбек, которое, в свою очередь, складывается из двух частей. Первая часть, «Мамед», — это диалектная, народная форма имени Мухаммед (Мухаммет). В переводе с арабского оно означает «восхваляемый» или «прославляемый». Вторая часть — тюркский титул «бек» («князь», «повелитель», «господин»). В тюркской среде «бек» указывал на знатное происхождение или высокое положение, поэтому имя Мамедбек можно истолковать как «господин Мамед» или «князь Мухаммед».

Словообразовательная модель здесь прозрачна: к основе Мамедбек прибавили русский патронимический суффикс -ов. Так в Российской империи оформляли фамилии для инородческого населения, в том числе для азербайджанцев, кумыков и других тюркоязычных народов Кавказа. Фамилия Мамедбеков буквально означает «потомок Мамедбека» и закрепилась за его детьми, внуками и дальнейшими поколениями.

Географически фамилия распространена прежде всего в Азербайджане, Дагестане и среди тюркских народов Закавказья. Компонент «бек» в основе имени подсказывает, что предки носителя фамилии могли принадлежать к привилегированному сословию — бекам, то есть местной знати или военно-служилому классу. Однако со временем фамилия стала массовой и утратила прямую сословную привязку. Встречаются также варианты написания: Мамедбеков, Мамедбеков, а в азербайджанской передаче — Məmmədbəyov. Разница в написании отражает особенности местного произношения и правила орфографии разных языков.