Фамилия Темирбекова образована по самой распространённой в русском языке модели — с помощью суффикса -ов, который присоединяется к мужской основе Темирбек. В русской традиции фамилии на -ов/-ев указывали на принадлежность: «чей сын?» — Темирбеков, то есть потомок Темирбека. Женская форма Темирбекова — это грамматическое изменение той же фамилии, когда носительница — женщина.

Основа фамилии — составное тюркское имя Темирбек. Оно, в свою очередь, складывается из двух корней: «темир» (железо) и «бек» (господин, князь, вождь). В тюркской антропонимике такие двухчастные имена были очень популярны: «железный» (то есть крепкий, несгибаемый) соединялось с титулом «бек», подчёркивая знатность или власть. Таким образом, имя Темирбек дословно означает «железный господин» или «крепкий вождь».

Фамилия Темирбекова — типичный пример фамилии из мусульманской среды Поволжья, Северного Кавказа или Средней Азии, адаптированной к русской паспортной системе. В отличие от чисто русских фамилий, где суффикс -ов присоединялся к прозвищам или крестильным именам, здесь в основе лежит готовое тюркское имя, которое в XIX–XX веках зафиксировали в документах как фамилию.

Географически фамилия чаще всего встречается у народов, где распространены тюркские языки: татар, башкир, кумыков, ногайцев, а также у казахов. В русской среде она редка и обычно указывает на смешанное происхождение или на то, что предки приняли православие, сохранив фамилию. Поскольку имя Темирбек было личным, а не сословным, предки носительницы фамилии могли быть как из знатных родов (если «бек» означал реальный титул), так и из простых людей, которым дали такое имя в честь силы и надёжности.

В написании фамилии возможны варианты: Темирбеков (мужская форма) и Темирбекова (женская). Встречается также вариант с буквой «е» после «р» — Темирбекова, что соответствует нормам русской орфографии при передаче тюркских звуков. Другие однокоренные фамилии — Темиров, Бектемиров, Темирханов — построены по той же модели, но с другим порядком или составом корней.