Фамилия Молтаев — редкая и неочевидная с точки зрения происхождения. Чтобы в ней разобраться, стоит начать не с корня, а с географии и суффикса. Форма на -ев, а не на -ов, указывает на основу, оканчивающуюся на мягкий согласный, шипящий или «ц». В данном случае — на «-ай» (Молтай). Это типичная модель для тюркских фамилий: имя или прозвище на -ай, к которому добавили русский патронимический суффикс.

Самая вероятная версия — фамилия связана с тюркским именем Молтай. В казахском, татарском, башкирском языках «мол» означает «обильный», «богатый», «изобильный». В сочетании с аффиксом -тай (уменьшительно-ласкательный или принадлежностный) имя Молтай можно перевести как «богатенький», «сытый», «тот, у кого всего вдоволь». Имя давали как пожелание достатка и благополучия ребёнку. Встречается и другая трактовка: «мол» в некоторых диалектах может значить «сильный», «крепкий» — тогда прозвище описывало физическую стать.

Фамилия Молтаев бытует в регионах с компактным проживанием тюркских народов: в Татарстане, Башкортостане, Оренбургской области, а также в Казахстане. Это объясняет, почему в русском написании она сохраняет тюркскую основу, но оформлена по русской модели — как фамилия сына Молтая.

Менее убедительна версия, связывающая фамилию с монгольским «мол» (пастух, скотовод). Для фамилий, распространённых у волго-уральских татар и башкир, это экзотично и не находит подтверждения в словарях личных имён. Скорее всего, перед нами типичный пример, когда прозвище-пожелание стало родовым именем, и предки носителя фамилии могли быть людьми зажиточными, уважаемыми в своей среде — или просто теми, кому желали такой доли.