Фамилия Момбаевы — редкий случай, когда происхождение почти наверняка уходит в тюркские языки, а географически привязано к Казахстану и прилегающим регионам России. Основа фамилии — мужское имя Момбай, которое состоит из двух частей: «мом» (в тюркских языках — «мулла», «учёный», «святой» или «уважаемый человек») и «бай» (богатый, хозяин, господин). Таким образом, Момбай — это сложносоставное имя со значением «богатый, как мулла» или «уважаемый бай», что было типично для доисламской и раннеисламской антропонимии кочевников. Имя фиксируется у казахов, башкир, татар и киргизов.

Суффикс -ев в фамилии указывает на русскую модель образования — притяжательное прилагательное, отвечающее на вопрос «чей?». Фамилия Момбаевы буквально означает «потомки (или люди) Момбая». Это типичная для XIX–XX веков русификация тюркских имён: когда представители кочевых народов получали документы, их отчество или родовое имя записывали с русским окончанием. Форма множественного числа на -ы (Момбаевы) закрепилась как фамилия целого рода.

Вероятнее всего, предки носителей фамилии были скотоводами или воинами в казахских жузах, где имя Момбай было нередким. Встречается оно и в генеалогиях башкирских родов. Вторая, менее вероятная версия, связывает основу с диалектным «мом» — «молчаливый» или «тихий» (в некоторых тюркских говорах), но тогда прозвище Момбай означало бы «молчаливый богач», что звучит как искусственное построение. Более правдоподобно связывать фамилию именно с именем, несущим религиозный оттенок, так как «мом» в значении «мулла» встречается в тюркских языках Средней Азии и Казахстана повсеместно.

С точки зрения социальной истории, Момбаевы — фамилия недворянская, а народная, возникшая в среде кочевого или полуоседлого населения. В документах она могла писаться по-разному: Момбаев, Мумбаев, в зависимости от диалекта и грамотности писаря. Встречается фамилия в основном на юге Урала, в Оренбургской области, в Казахстане (особенно в Западном и Центральном). Известных общественных деятелей или исторических фигур с этой фамилией в открытых источниках не зафиксировано, что подтверждает её локальный, родовой характер.