Фамилия Мекембай — яркий пример фамилии, образованной от личного имени, и её происхождение напрямую ведёт к тюркскому миру, скорее всего, к казахской или башкирской среде. В основе лежит имя Мекембай, которое состоит из двух частей. Первая часть «Мекем» (или «Мәкем») восходит к арабскому слову «муким» — «постоянный», «прочный», «устойчивый», а в тюркских языках оно также могло означать «крепкий», «основательный». Вторая часть «бай» — один из самых распространённых компонентов в тюркских именах, означающий «богач», «господин», «хозяин». Таким образом, имя Мекембай можно перевести как «прочный (крепкий) богач» или «устойчивый господин».

Фамилия Мекембай — это, по сути, застывшая форма древнего тюркского имени, которое давали с пожеланием мальчику быть надёжным, состоятельным человеком, опорой для семьи и рода. Интересно, что в отличие от многих русских фамилий, оканчивающихся на -ов или -ин, эта фамилия сохранила исходную форму имени без дополнительных суффиксов. Это характерно для многих тюркских ономастических традиций, где фамилия и имя могли совпадать. В русском языке такие фамилии склоняются по правилам существительных мужского рода: Мекембай, Мекембая, Мекембаю.

Встречаемость фамилии Мекембай в России, скорее всего, связана с регионами компактного проживания тюркских народов — Башкортостан, Татарстан, Оренбургская, Челябинская области. Носители этой фамилии, вероятно, происходят из крестьянских или казачьих семей, где тюркские имена были в обиходе до массовой русификации. Сложно говорить о сословной принадлежности: имя «бай» указывает на достаток, но в условиях Российской империи «баями» могли называть и зажиточных крестьян, и мелких торговцев, и просто уважаемых людей в общине. Прямых упоминаний фамилии в известных исторических документах или дворянских родословных нет, что говорит о её преимущественно крестьянских корнях.