Фамилия Салемгараев — редкий пример того, как тюркское арабское имя перешло в русскую фамилию почти без изменений, сохранив свою внутреннюю форму. В ней нет ни русского суффикса принадлежности (-ов, -ев), ни типичного для тюркских фамилий окончания -улы/-кызы. Фактически это русифицированная запись татарского или башкирского имени Сәламгәрәй (Саламгарай), которая закрепилась как фамилия.

Основа фамилии — составное мужское имя арабского происхождения. Первая часть, «Салем» (или «Салам»), восходит к арабскому salām — «мир», «безопасность», «благополучие». В мусульманской ономастике это один из эпитетов Аллаха (ас-Салям) и самостоятельное имя, означающее «мирный», «невредимый». Вторая часть, «Гарай» (в арабской графике — Гарай, от тюркского «сильный», «могущественный»), часто использовалась в составных именах у татар и башкир как усилительный компонент, означающий «желание», «стремление» (ср. Галимгарай, Батыргарай). Таким образом, имя Салемгарай можно истолковать как «стремящийся к миру» или «мирная сила».

Особенность фамилии в том, что она не получила типичного для русского языка суффикса -ов/-ев, который обычно добавляют к тюркским основам (ср. Салемгараев — от Салемгарай + ев). Форма на -ев здесь указывает на то, что основа имени оканчивается на мягкий согласный или гласный (в данном случае на й). Встречаются и варианты написания — Салемгереев, Саламгараев, что связано с диалектным произношением гласных в тюркских языках.

Географически фамилия тяготеет к регионам с компактным проживанием татар и башкир — Татарстан, Башкортостан, Оренбургская, Челябинская области. Носители фамилии — потомки людей, носивших это имя. В сословном плане среди предков могли быть как крестьяне, так и служилые татары, но утверждать что-то точное без генеалогического исследования сложно: фамилия не даёт сословной привязки.

С точки зрения словообразования, Салемгараев — это патроним, застывший в форме родительного падежа: «чей?» — Салемгараев, то есть сын Салемгарая. В татарской среде такие «русские» фамилии на -ев стали активно закрепляться в XIX — начале XX века, при переписях и паспортизации, когда имя отца записывали как фамилию для всей семьи.