Фамилия Нильцигаев — редкая, с прозрачной, но неочевидной на первый взгляд основой. Её легко разобрать на составные части, и это сразу даёт ключ к происхождению.

Основа фамилии — тюркское мужское имя Нильцига, которое состоит из двух частей: «ниль» и «цига». Первая часть восходит к тюркскому «нил» — «синий», «голубой» (цвет неба, воды) или к названию реки Нил. Вторая часть — «цига» — вариант слова «чага» или «чига», что в ряде тюркских языков означает «ребёнок», «дитя», «отпрыск». Таким образом, имя Нильцига можно перевести как «дитя Нила» или «голубой ребёнок» — в переносном смысле «чистый, как небо», «светлый». Имя могло быть дано как пожелание чистоты и благородства, либо указывать на рождение у реки.

Суффикс -ев указывает на русскую модель образования фамилий от тюркских основ. В XIX веке, при переходе в русскую среду, имя Нильцига оформилось по стандартному патронимическому образцу: «чей?» — Нильцигаев, то есть «сын Нильциги». Фамилия закрепилась в среде крещёных татар, башкир или других тюркских народов Поволжья и Приуралья. Географически она тяготеет к Оренбургской области и Башкортостану — именно там встречаются носители этой фамилии в метрических книгах XIX века.

В отличие от более массовых фамилий на -ов, здесь мы видим редкое имя-основу, которое почти не сохранилось в современном обиходе. Нильцигаев — пример того, как тюркское личное имя, почти забытое, продолжает жить в фамилии, неся в себе память о цветовой символике и восточной поэтике имени. Фамилия не имеет отношения к дворянским родам или известным историческим личностям — это типичная крестьянская или мещанская фамилия, возникшая в среде оседлых тюркских народов, принявших православие.