Фамилия Маметалиева образована по самой распространённой в русском языке модели — с помощью суффикса -ев, который присоединяется к основе, оканчивающейся на мягкий согласный или -й. В данном случае основа — Маметалий. Это составное имя, типичное для тюркских народов, особенно для кыргызов, казахов и узбеков. Первая часть «Мамет» — это диалектная или упрощённая форма имени Мухаммед (Магомед), которое в тюркской среде часто звучало как Мамет, Мамат или Мамбет. Вторая часть «Али» — также арабское имя, означающее «возвышенный», «великий». Таким образом, Маметалий — это двусоставное имя, в котором соединены два почитаемых в исламе имени: пророка Мухаммеда и халифа Али.

С точки зрения словообразования, фамилия Маметалиева — это «фамилия-патроним», то есть она отвечает на вопрос «чьих будете?» и буквально означает «дочь (или потомок) Маметалия». Мужской вариант — Маметалиев. Такие фамилии на -ев/-ов в славянской среде закрепились как наследственные, но у многих народов Средней Азии, попавших в состав Российской империи, они возникли именно в XIX — начале XX века при переписях и выдаче документов, когда отчество или имя отца записывали как фамилию.

Регионально фамилия Маметалиева почти не встречается в европейской части России. Её ареал — Кыргызстан, юг Казахстана, Узбекистан, а также Таджикистан. В России носители фамилии живут в основном в диаспорах, чаще всего в Москве, Санкт-Петербурге и Новосибирской области. Интересная деталь: в кыргызском языке ударение в этой фамилии падает на последний слог — Маметалиева́, что выдаёт её происхождение точнее, чем русское ударение на «а».

Встречаются разные варианты написания: Маметалиева, Мамат-Алиева, а также Маметалиева с одной «л» или «м». Это связано с тем, что при записи на слух двойные согласные в тюркских именах часто терялись. Однако именно форма с двумя «а» и одной «л» — самая распространённая и закреплённая в паспортных системах постсоветских республик.

Социально фамилия не указывает на дворянское или крестьянское происхождение в русском понимании — она просто фиксирует родовое имя. Предки носительницы фамилии могли быть скотоводами, земледельцами или ремесленниками, но с большой вероятностью они жили в регионе, где имена Мамет и Али были настолько частыми, что их объединили в одно для различия людей.