Фамилия Мухаматгареева — женская форма, мужской вариант — Мухаматгареев. Это составная фамилия, образованная от двух арабских корней, что сразу выдает её происхождение: она типична для татарской, башкирской и других тюрко-мусульманских культур Поволжья и Приуралья. В основе лежит имя-композит Мухаматгарей (встречается также написание Мухамматгарей, Мухаметгарей). Первая часть — «Мухамат» — это диалектный или фонетический вариант имени Мухаммад (в переводе с арабского «восхваляемый», «достойный хвалы»). Вторая часть — «гарей» (от арабского «гари» — «стремящийся», «желающий», но в тюркской среде чаще осмысляется как «могучий», «сильный» или как элемент, указывающий на принадлежность к роду, ср. Гирей — династия крымских ханов). Таким образом, имя Мухаматгарей означает примерно «Мухаммад могучий» или «восхваляемый и сильный».

Фамилия образована по русской словообразовательной модели: к основе имени добавили патронимический суффикс -ев (фонетический вариант -ов после мягкого согласного «р»). Суффикс указывает на принадлежность: «Мухаматгареев» — сын Мухаматгарея. Женская форма Мухаматгареева — дочь или жена человека с такой фамилией. Это типичный пример адаптации мусульманского имени к русской фамильной системе, которая в XIX–XX веках активно распространялась среди татар и башкир после введения всеобщей переписи и паспортизации.

Географически фамилия чаще всего встречается в Татарстане, Башкортостане, а также в Оренбургской, Челябинской и Самарской областях — регионах с компактным проживанием татар и башкир. Встречаются варианты написания с двойной «м» (Мухамматгареева) или через «е» (Мухаметгареева) — это связано с особенностями произношения в разных диалектах и записи при паспортизации. Носители фамилии, скорее всего, потомки сельских жителей или служилых татар, поскольку в XVIII–XIX веках такие составные имена давали в семьях, где хотели подчеркнуть религиозную и родовую традицию. В отличие от фамилий на -ов/-ин у русских, здесь нет указания на сословие — среди предков могли быть и крестьяне, и купцы, и духовные лица.