Фамилия Пахтаева нечасто встречается, и её происхождение не столь очевидно, как у фамилий на «-ов» от крестильных имён. Основная версия отсылает к тюркскому корню «пахта» — хлопок. В южных регионах, особенно в Средней Азии и на Кавказе, так называли хлопкороба, торговца хлопком или человека, чья жизнь была связана с этой культурой. Вполне вероятно, что предок носителя фамилии занимался выращиванием или продажей хлопка, и прозвище Пахта закрепилось за ним как профессиональное.

Менее распространённая, но возможная трактовка — связь с диалектным глаголом «пахтать» (сбивать масло, взбалтывать). В русских говорах «пахта» — это сыворотка, остающаяся после сбивания масла, а «пахтальщик» — тот, кто этим занимается. Однако фамилии с таким корнем чаще встречаются в северных и центральных регионах России, тогда как Пахтаева географически тяготеет к югу.

Суффикс «-ев» указывает на принадлежность: Пахтаев — сын или потомок Пахтая. Форма Пахтаева — женский вариант фамилии, который в русской традиции закрепился за женщинами как неизменяемый по падежам. Если брать словообразовательную модель, то здесь редкий случай, когда основа не славянского происхождения, а заимствованная через тюркские языки, что делает фамилию маркером этнических или культурных контактов.

Среди однокоренных фамилий — Пахтин, Пахтусов, но Пахтаева стоит особняком из-за прямого указания на хлопок. В дореволюционных записях фамилия могла фиксироваться как Пахтаевъ, с твёрдым знаком на конце. Сейчас её носители живут в основном в Поволжье, на Урале и в южных областях России, что подтверждает связь с регионами хлопководства.