Фамилия Мылтыкбеков — редкий случай в русском ономастиконе, так как её корни уходят не в славянскую, а в тюркскую языковую среду. Она образована по русской патронимической модели, но от тюркского имени Мылтыкбек. Разберём эту основу: слово «мылтык» в казахском, киргизском и ряде других тюркских языков означает «ружьё» (от глагола со значением «стрелять»). Вторая часть — «бек» — традиционный тюркский титул, означающий «господин», «князь», «правитель». Таким образом, имя Мылтыкбек буквально переводится как «князь-ружьё» или «господин с ружьём».

Вероятнее всего, такое имя давали не в прямом смысле, а как оберег или прозвище, связанное с воинскими качествами. В кочевых обществах Центральной Азии имя, отсылающее к оружию, могло символизировать меткость, храбрость или удачу в бою. Суффикс «-ов» в фамилии — это чисто русский способ оформления фамилии по отцу (чей? — Мылтыкбеков). Это указывает на то, что носитель фамилии или его предки жили в Российской империи или СССР, где при записи в документы тюркские имена русифицировали, добавляя стандартные окончания.

Географически фамилия Мылтыкбеков почти наверняка привязана к регионам, где исторически смешивались тюркское и славянское население: Казахстан, Киргизия, юг Сибири или Поволжье. В чисто русских областях она не встречается. Социальный срез фамилии — это, скорее всего, потомки кочевников или казахов, перешедших к оседлости, чьи предки получили фамилию при переписях или в советских паспортных столах.

Важно отметить, что фамилия не является русской по происхождению, но полностью адаптирована русским языком. В отличие от, скажем, фамилии Мушкетов (от слова «мушкет»), где оружие европейское, здесь мы видим прямой след тюркской военной лексики. Встречаются варианты написания с одной «т» — Мылыкбеков, но это, скорее всего, ошибка или упрощение на слух.