Фамилия Шемаева — женская форма от Шемаев, а та, в свою очередь, образована от мужского личного имени или прозвища Шемай. В основе лежит тюркское слово «шема» — так в ряде тюркских языков называли свечу, светильник, иногда — факел. Прозвище Шемай могли дать человеку с яркой внешностью, светлыми волосами или, напротив, тому, кто работал при свете — например, сторожу, который ночью обходил двор с фонарём.

Модель образования проста: к основе Шема- добавился тюркский притяжательный аффикс -й (буквально «принадлежащий Шеме»), а затем русский патронимический суффикс -ев. Получилось отчество, закрепившееся в качестве фамилии. Форма Шемаева — это указание на принадлежность к роду Шемаевых, то есть «дочь или жена Шемая».

Есть и вторая, менее очевидная версия: Шемай может быть вариантом крестильного имени Семён (в просторечии — Сема). В русских говорах «шемать» означало «шепелявить», поэтому прозвище Шемай иногда давали человеку с нечистой речью. Но эта гипотеза слабее — тюркская основа для фамилий на -ай/-ей в Поволжье и Приуралье гораздо типичнее.

Географически фамилия Шемаева чаще всего встречается в Татарстане, Башкортостане, Оренбургской и Самарской областях — в зоне давних русско-тюркских контактов. Там же бытуют однокоренные фамилии: Шемаев, Шемайкин, Шеманов. Все они, скорее всего, восходят к одному и тому же прозвищу, но с разными суффиксами. В дореволюционных переписях Шемаевы нередко записаны как государственные крестьяне или мещане, хотя встречаются и среди купечества — например, в Уфе и Казани.

Итак, главный ответ: предки носительницы фамилии Шемаева с большой вероятностью жили на востоке Европейской России, а их родоначальник носил тюркское прозвище, связанное со светом или огнём.