Фамилия Сатинаев — редкий пример, где географический акцент ставится не в конце, а в начале слова. В большинстве русских фамилий ударение падает на суффикс (-ов, -ев, -ин), но здесь оно, скорее всего, на второй слог: Сати́наев. Это сразу указывает на то, что основа не славянская, а тюркская или кавказская.

Модель образования фамилии — комбинированная. Корень «Сати» (или «Саты») плюс два форманта: -н- и -аев. Суффикс -аев — это русифицированная версия тюркского патронимического суффикса, характерная для фамилий народов Поволжья, Северного Кавказа и Средней Азии. Двойной суффикс (-н- + -аев) встречается реже, чем просто -аев, и часто указывает на то, что исходное имя или прозвище было адаптировано через промежуточную форму. Например, в основе могло лежать имя Сатын или Сати́н, к которому уже добавили русский патронимический суффикс.

Самая вероятная версия происхождения — от тюркского имени Саты (или Сат). В тюркских языках глагол «сат» означает «продавать». Имя Саты в прошлом давали с обережным смыслом: считалось, что ребёнок «продан» злым духам, чтобы они от него отстали, или же это было имя-пожелание удачной торговой судьбы. В осетинском языке есть имя Сат (Сати), а в чеченском и ингушском — Сати, что может означать «чистый», «ясный». Фамилия Сатинаев могла сформироваться у осетин, ингушей или у тюркских народов (татар, башкир, кумыков), которые затем перешли в русское сословное общество.

Второй вариант, менее вероятный, но возможный: основа от арабского имени Сати (ساطع) — «сияющий», «лучезарный». В таком случае фамилия могла возникнуть в среде мусульманских народов Российской империи, где имя Сати было распространено. Однако двойной суффикс -инаев для арабских заимствований нехарактерен, поэтому версия с тюркским корнем «сат» выглядит убедительнее.

Социальный контекст фамилии Сатинаев — скорее всего, позднее дворянство или казачество. Фамилии с тюркской основой и русским суффиксом -аев в XVIII–XIX веках часто получали представители горских народов, поступившие на русскую службу, или крещёные татары, зачисленные в однодворцы. Встречаемость фамилии крайне низкая, что говорит о её локальном бытовании, вероятно, в регионе Кавказских Минеральных Вод, Чечни или Ставрополья. Однофамильцы Сатинаевых — Сатины, Сатаевы, Сатишвили — все они восходят к тому же корню, но с разными суффиксами, что подтверждает ареальную и языковую пестроту происхождения.