Фамилия Нуртунгенова — редкий пример фамилии, образованной от составного казахского или тюркского имени. Её основа — мужское имя Нуртунген, которое состоит из двух корней: «нур» (свет, луч) и «тунген» (от глагола «туну» — ночевать, проводить ночь). В буквальном переводе имя может означать «свет, проведший ночь» или «ночной свет», что метафорически указывает на луну или звезду. В казахской ономастике такие имена-пожелания (свет, сияние) давали детям, чтобы их жизнь была наполнена ясностью и удачей.

Фамилия образована по классической русской модели: к основе Нуртунген добавлен суффикс -ов, а затем женское окончание -а. Это типичный способ русификации тюркских фамилий в XIX–XX веках, когда в документах (метриках, переписях) мужские имена превращали в фамилии для всей семьи. Форма Нуртунгенова указывает, что носительница — женщина; мужской вариант — Нуртунгенов.

Географически фамилия встречается в Казахстане и среди казахской диаспоры в России. Её редкость объясняется тем, что имя Нуртунген не было широко распространено даже в прошлом: оно относится к архаичным, почти забытым антропонимам, которые сохранились лишь в отдельных родах. В советское время такие имена часто заменяли на более привычные (Нурлан, Нуржан), поэтому фамилия Нуртунгенова — своего рода лингвистический артефакт, зафиксировавший редкое имя.

С точки зрения социального контекста, носители этой фамилии, скорее всего, происходят из степных регионов, где сохранялась традиция давать детям составные имена с глубоким символическим смыслом. Никаких сведений о дворянском или казачьем происхождении нет — это фамилия крестьянская или скотоводческая, как и большинство казахских фамилий, возникших при оседании кочевников.