Фамилия Молтабаева — яркий пример тюркской антропонимии, пришедшей в русский обиход через Казахстан и Среднюю Азию. Её основа — составное мужское имя Молтабай, где первая часть «мол» восходит к арабскому «мулла» (учитель, грамотный человек, служитель культа), а вторая — «табай» — тюркский компонент, означающий «жеребёнок» или, в переносном смысле, «сынок», «дитя». Таким образом, имя Молтабай буквально переводится как «сын муллы» или «дитя учёного». Это типичная для кочевых обществ модель имянаречения, где ребёнку желали приобщиться к знаниям и духовному авторитету.

Суффикс «-ева» указывает на принадлежность: Молтабаева — «дочь (или жена) Молтабая». В русской паспортной традиции фамилии на «-ев» и «-ова» закрепились за женщинами, а мужской вариант — Молтабаев. Такая модель образования (тюркское имя + русский патронимический суффикс) массово возникла в XIX–XX веках, когда народы Российской империи получали документы, и чиновники адаптировали местные имена под привычные формы.

Географически фамилия сосредоточена в Казахстане (особенно в южных и западных областях), а также среди казахской диаспоры в России. Встречаемость в других странах СНГ крайне низкая. В отличие от многих русских фамилий, которые произошли от прозвищ или профессий, Молтабаева сразу отсылает к конкретному имени предка, что делает её генеалогически прозрачной: любой носитель может с высокой вероятностью найти своего прародителя по имени Молтабай.

С точки зрения словообразования, фамилия стоит особняком от типичных русских моделей на «-ов»: ударение падает на третий слог (Молтаба́ева), а корень содержит редкий для славянского уха звуковой комплекс «лт». В ономастических справочниках по тюркским фамилиям она обычно рассматривается в ряду таких же имён-композитов, как Бектабаев, Кожамбаев или Сагынтабаев. Никакой альтернативной славянской или финно-угорской версии у фамилии нет — её происхождение однозначно и не вызывает споров.