Фамилия Нуркаева — женская форма, а мужская, Нуркаев, встречается чаще. В основе лежит тюркское мужское имя Нуркай, которое состоит из двух частей: «нур» (свет, луч, сияние) и «кай» (уменьшительно-ласкательный аффикс). Имя Нуркай буквально означает «светик», «лучик», «сияющий». Такие имена с корнем «нур» (Нурлан, Нургали, Нурмухаммед) широко распространены у татар, башкир, казахов и других народов, исповедующих ислам, где свет — один из эпитетов Аллаха и символ божественного знания.

С точки зрения словообразования, фамилия Нуркаев — это классический патроним, то есть «сын Нуркая». Суффикс -ев (а не -ов) появился из-за мягкого звука [й] в конце основы: по правилам русской грамматики после мягких согласных, шипящих и «ц» пишется -ев, а не -ов. Поэтому, если бы имя звучало как Нуркак, мы бы получили Нуркаков, но мягкое окончание дало именно Нуркаев.

Географически фамилия чаще всего встречается в Татарстане, Башкортостане, Оренбургской и Челябинской областях, а также среди казахского населения. Это указывает на то, что предки носителей фамилии были, скорее всего, из волго-уральского региона или северного Казахстана. В дореволюционной России фамилии на -ев у тюркских народов часто закреплялись при переписях и в документах, когда крестьянам или ремесленникам присваивали фамилию по имени отца.

Интересно, что имя Нуркай могло быть не только самостоятельным, но и сокращённой формой от более длинных имён, например Нургали (Нур + Гали) или Нурмухаммед. В быту тюрки часто усекали длинные имена, чтобы получить ласковое или удобное обращение: Нургали превращался в Нуркая, а тот, в свою очередь, давал фамилию. Так что за фамилией Нуркаева может стоять предок, которого в семье звали коротко и тепло — «светиком», но официально он мог носить полное имя.

В отличие от русских фамилий на -ов/-ев, которые часто происходят от мирских прозвищ или профессий, Нуркаева почти наверняка восходит к личному имени, что типично для тюркского ономастикона. Спорных версий здесь немного — корень прозрачен, и альтернативные толкования (например, от слова «нурка» в значении «норка» как животное) лингвистически маловероятны, так как в тюркских языках это слово звучит иначе.