Фамилия Темляэв — редкая и неочевидная. С первого взгляда бросается в глаза необычное сочетание «-яэв» на конце, которое заставляет задуматься: это искажённый суффикс или часть корня? Скорее всего, перед нами пример фонетической трансформации, когда исходная форма изменилась под влиянием живого произношения или местного говора.

Самая вероятная версия связывает фамилию с диалектным словом «темляк» или «темлячок». В русских говорах так называли петлю из ремня или тесьмы на рукоятке холодного оружия — сабли, шашки, ножа. Темляк надевали на кисть, чтобы оружие не выскользнуло из руки в бою. Слово заимствованное, из тюркских языков (сравните с татарским «төмләк»). Если основа фамилии — «темляк», то суффикс «-эв» (а не «-ев») мог появиться в результате аканья или диалектного произношения: «Темляк» → «Темляэв» (где «э» — результат редукции или записи на слух). Человек по прозвищу Темляк мог быть мастером, делавшим темляки, либо воином, носившим оружие с такой петлёй, либо просто щеголем, любившим выделываться с темляком.

Менее вероятная, но допустимая версия — отчество от нецерковного имени Темляй. В старину существовали имена, образованные от тех же корней, что и прозвища, но зафиксированных в источниках случаев имени «Темляй» крайне мало. Поэтому версия с прозвищем от слова «темляк» выглядит убедительнее.

Фамилия явно недворянская и не относится к числу распространённых. Скорее всего, она возникла в среде служилых людей или ремесленников, имевших дело с оружием и воинским снаряжением. Географически фамилия могла закрепиться в южнорусских или поволжских регионах, где влияние тюркских языков на лексику было особенно сильным. В написании «Темляэв» сохранился отпечаток живой народной речи, который и делает эту фамилию непохожей на другие.