Фамилия Синотаев — редкий случай, когда тюркская основа и русский суффикс встретились в неожиданной словообразовательной модели. В ней нет привычного «-ов» или «-ин» — вместо них мы видим суффикс «-ев», который в этой фамилии присоединился к основе, оканчивающейся на гласный звук. Такая модель характерна для фамилий, образованных от прозвищ или личных имён, которые в русском языке уже имели окончание, сходное с притяжательным суффиксом.

Корень фамилии — «Синотай» — скорее всего, восходит к тюркскому личному имени или прозвищу. В языках тюркской группы (татарском, башкирском, казахском) элемент «син» может означать «ты» или указывать на принадлежность, а «тай» — распространённый компонент, означающий «жеребёнок», «конь» или, в переносном смысле, «сильный», «резвый». Таким образом, «Синотай» могло быть прозвищем человека, которого сравнивали с молодым конём — быстрым, горячим, или же именем, данным по какому-то обычаю, связанному с лошадьми. Встречаются и варианты, где «тай» выступает как уменьшительно-ласкательный суффикс в тюркских именах, тогда «Синотай» — просто «маленький Син» или «Син-младший».

Географически фамилия тяготеет к регионам, где исторически смешивались русское и тюркское население — Поволжье, Приуралье, юг Сибири. Встречается она крайне редко, что говорит о её локальном происхождении: вероятно, предок-носитель такого прозвища был единственным в своей деревне или роду, и фамилия не получила широкого распространения. По сословной принадлежности предки Синотаевых, скорее всего, были государственными или ясачными крестьянами, реже — служилыми людьми из татар или башкир, перешедшими на русскую службу.

Не стоит путать фамилию с похожими по звучанию, но другими по корню — например, с «Синодаев» (от слова «синод») или «Синятаев» (от «синий»). В Синотаеве тюркский след очевиден, и это главная зацепка для тех, кто хочет докопаться до истории рода.