Фамилия Мельдебекова — женская форма, образованная от мужской фамилии Мельдебеков. Её носительницы, скорее всего, имеют предков из казахской или тюркской среды. Основа фамилии — составное имя или прозвище, которое разбирается на две части: «мельде» и «бек».

Первая часть — «мельде» — может восходить к казахскому слову «мелдіреу» (сверкать, блестеть) или к диалектному «мелдек» (искра, отблеск). В тюркских именах корни со значением «свет», «сияние» нередки: они символизировали чистоту, заметность или удачу. Вторая часть — «бек» — классический титул, означающий «господин», «князь», «вождь». В составе фамилий и личных имён «бек» указывал на знатное происхождение или на то, что человека так назвали в надежде на власть и уважение.

Словообразовательная модель типична для тюркских фамилий: сначала сложение основ (Мельде + бек), затем добавление русского патронимического суффикса -ов, который закрепился в документах Российской империи и СССР для многих нерусских народов. Суффикс -а в женской форме — стандартное русское окончание.

Фамилия редкая и регионально привязанная: её концентрация — южные области Казахстана (Алматинская, Жамбылская области) и приграничные районы Кыргызстана. Встречается она и в среде казахских диаспор в России, но крайне мало. В дореволюционных метрических книгах и списках казачьих войск эта фамилия не фиксируется, что указывает на её относительно позднее оформление — скорее всего, в начале XX века, когда массово закреплялись фамилии у кочевого населения.

Исходное имя Мельдебек могло быть как личным, так и прозвищем. Если это личное имя, то его давали ребёнку с пожеланием стать «сияющим господином» — видным и уважаемым человеком. Если прозвище — его мог получить человек, выделявшийся яркой внешностью, блестящими способностями или богатством. В любом случае, фамилия не связана с ремеслом или профессией, а отражает социальный статус или личную характеристику предка.