Фамилия Шахбабаева — женская форма, её мужской вариант — Шахбабаев. В основе лежит сложное имя Шахбаба, распространённое у народов, испытавших влияние персидской и тюркской культур. Первая часть, «шах», восходит к персидскому слову «шах» — «царь, правитель, владыка». Вторая часть, «баба», в тюркских языках означает «отец, дед», а в суфийской традиции — «святой, наставник». Таким образом, имя Шахбаба можно перевести как «царь-отец» или «святой правитель». Это теофорное или охранительное имя, которое давали с надеждой, что ребёнок будет обладать авторитетом и мудростью старшего, или же в честь почитаемого духовного лица.

Словообразовательная модель типична для тюркских и кавказских фамилий, русифицированных с помощью суффикса -ев. Фамилия пришла в русский язык через официальную фиксацию в метрических книгах и документах Российской империи, где к основе имени добавляли окончание -ов/-ев, независимо от того, как образовывались фамилии в родном языке носителя. Поэтому в среде, откуда происходит фамилия (например, у азербайджанцев, кумыков, татов или лезгин), она могла бы звучать как Шахбабайлы, Шахбабаоглу или просто Шахбаба.

Географически фамилия Шахбабаева встречается в основном на Кавказе и в Закавказье — в Дагестане, Азербайджане, а также среди диаспор в Средней Азии. В России её можно встретить в регионах с компактным проживанием народов лезгинской группы. Изначально носители фамилии не принадлежали к высшей знати, несмотря на корень «шах»: в народной среде имена с этим компонентом давали и простым людям, желая им удачи и высокого положения. Фамилия не дворянская, а крестьянская или ремесленная, и её распространение связано с оседлым населением горных и предгорных районов.

Отдельно стоит заметить, что фамилия Шахбабаева не является патронимической в классическом русском смысле — она не образована от имени отца (Шахбабаевич), а от имени родоначальника, которое само по себе уже было составным. Это роднит её с такими фамилиями, как Шахназаров, Шахмалиев или Шахвердиев, где первая часть указывает на «царственный» статус, а вторая — на конкретное качество или имя.