Фамилия Оембеков — редкий пример фамилии, образованной не от славянского, а от тюркского имени. Её основа — мужское личное имя Оембек, которое состоит из двух частей: «ой» и «бек». Первая часть восходит к тюркскому «ой» — «мысль, разум, ум». Вторая — «бек» (или «бий») — в тюркской иерархии означает «господин, князь, предводитель». Таким образом, имя Оембек можно перевести как «умный господин» или «мудрый предводитель». Фамилия буквально означает «потомок Оембека».

Суффикс -ов указывает на русскую модель оформления фамилий, которая была усвоена тюркскими народами в период вхождения их земель в состав Российской империи. В казахской, башкирской, татарской и других средах имена на «бек» были распространены, но фамилии с таким окончанием — результат русификации документов XIX–XX веков. Поэтому носители фамилии Оембеков, скорее всего, происходят из среды казахов, татар или башкир, где имя Оембек бытовало как мужское, а при получении паспортов и метрик его закрепили с русским патронимическим суффиксом.

Интересно, что фамилия сохранила необычную для русского уха фонетику: сочетание «ое» в начале слова. В русском языке это редкий зачин, что сразу выдает иноязычное происхождение. При этом написание фамилии могло колебаться: в старых записях встречаются варианты Оембеков, Аембеков, Уембеков — из-за особенностей произношения гласных в разных тюркских диалектах. Наиболее устойчивая форма — Оембеков — закрепилась в документах советского времени.

Поскольку фамилия не массовая, её носители, вероятно, восходят к одному роду или нескольким родственным семьям. Точная география бытования сегодня — преимущественно Казахстан и прилегающие регионы России (Оренбуржье, Астраханская область, Башкортостан). Встречается она и в среде казахской диаспоры.