Фамилия Тенезбаева — редкая, с прозрачной, но неочевидной на первый взгляд основой. Её ядро — мужское имя или прозвище Тенезбай, которое распадается на две части: «тенез» и «бай». Первая часть восходит к тюркскому слову «тенез» (или «теңіз») — «море». В казахском, ногайском и каракалпакском языках это слово звучит именно так. Вторая часть — «бай», в тюркской ономастике означает «богач», «господин», «хозяин», а в составных именах часто служит усилителем значения или пожеланием богатства и статуса. Таким образом, Тенезбай — это «морской богатырь» или «хозяин моря», имя, которое могли дать ребёнку с пожеланием быть столь же неисчерпаемым и могучим, как море.

Фамилия образована по русской патронимической модели: к основе Тенезбай добавили суффикс -ев (фонетический вариант -ов после мягкого согласного) и женское окончание -а. Тенезбаева — это буквально «дочь (или жена) Тенезбая». Мужской вариант фамилии — Тенезбаев. Такая модель типична для фамилий, которые массово фиксировались у тюркских народов в XIX–XX веках при переходе к русскому делопроизводству.

Географически фамилия тяготеет к северо-западному Казахстану и прилегающим регионам России (Астраханская область, Калмыкия), где исторически кочевали ногайцы и казахи Младшего жуза. Встречается она редко, что указывает на её локальное происхождение — вероятно, от одного родоначальника, чьё прозвище или имя Тенезбай закрепилось за потомками в определённом ауле или роду. По сословной принадлежности предки Тенезбаевых, скорее всего, были скотоводами-кочевниками, не относившимися к высшей знати (султанам или торе), но и не к рабам — «бай» в имени намекает на достаток, пусть и не обязательно огромный.

Стоит отметить, что в некоторых тюркских диалектах «тенез» может означать не только море, но и «ровный», «гладкий» (как водная гладь). В этом случае прозвище могло характеризовать спокойный, уравновешенный характер человека. Однако версия с «морем» — основная и более распространённая в ономастике.