Фамилия Темербалинова — редкий пример тюркско-арабского именослова, переработанного русской словообразовательной моделью. Её основа — мужское имя Темербали, которое в свою очередь составное: «Темер» (вариант «Темир», «Тимер») в тюркских языках означает «железо», а «бали» — искажённое арабское «балигъ» (بَالِغ), то есть «совершеннолетний», «достигший зрелости», или же восходит к арабскому «вали» (وَلِيّ) — «святой», «покровитель». Таким образом, имя Темербали можно перевести как «железный (крепкий, как железо) зрелый муж» или «железный святой». В любом случае, значение подчёркивает силу, надёжность и завершённость — качества, которые родители желали сыну.

Суффикс -ов- в фамилии указывает на русскую модель образования: от имени отца (патроним). Форма Темербалинова — женская (в мужском роде было бы Темербалинов). Это типично для русских фамилий, которые в XIX–XX веках фиксировались в метриках и переписях с учётом пола. Встречается и вариант без наращения — Темербалин, но он менее распространён. Фамилия почти наверняка происходит из среды казахских или башкирских родов, где имя Темербали (или Тимербали) было известно, но не повсеместно: оно сочетает в себе тюркский корень и арабский, что характерно для исламизированных тюркских культур.

Географически фамилия тяготеет к южным регионам бывшей Российской империи — Западному Казахстану, Оренбуржью, возможно, к Астраханской области. В дореволюционных документах её носители, скорее всего, относились к казачьему или крестьянскому сословию, реже — к мелкому чиновничеству. Сословной аристократии среди Темербалиновых не зафиксировано: фамилия не княжеская и не дворянская, а бытовая, патронимическая.

Любопытная деталь: в отличие от более частых фамилий на -ов с тюркской основой (например, Темирбаев), в Темербалинове сохранился полный составной корень, а не усечённый. Это говорит о том, что имя Темербали в семье воспринималось как цельное, а не как два отдельных слова. В современных базах данных фамилия встречается единично — это не массовая, а штучная, что делает её особенно ценной для генеалогического поиска: каждый носитель, скорее всего, происходит из одной небольшой родовой ветви.