Фамилия Тепляев — один из тех случаев, когда прозвище, данное человеку, закрепилось за его потомками, почти не изменившись. В её основе лежит древнерусское слово «тепляй» или «тепляк». Так на Руси называли человека, который постоянно мерз, кутался в теплую одежду даже в не очень холодную погоду, или же, напротив, того, кто любил тепло, нежился у печи. Прозвище могло быть ироничным — давали его и бодрому, живому человеку в насмешку над его «тепличным» нравом.

Модель образования проста: к прозвищу Тепляй добавился типичный для центральной России патронимический суффикс -ев (форма притяжательного прилагательного: сын Тепляя). Важно, что суффикс именно -ев, а не -ов: это указывает на то, что основа прозвища оканчивалась на мягкий согласный или на -й. В говорах слово «тепляй» звучало именно с мягким окончанием, что и закрепилось в фамилии.

У фамилии есть редкая особенность — она почти не имеет омонимов и однокоренных «конкурентов». В отличие от фамилий Теплов или Тепляков (от «теплый»), Тепляев стоит особняком. Словарь Б. Унбегауна относит её к группе прозвищ, образованных от глагольных основ или характеризующих поведение, а не просто качество. Это значит, что предок Тепляевых был не просто «теплым» человеком, а обладал яркой, заметной чертой — скажем, всегда ходил в шубе или первым лез на печь.

Географически фамилия тяготеет к северным и центральным губерниям России, где морозы — дело привычное, и прозвище «тепляй» было бы понятно каждому. Встречается она нечасто, что подтверждает её происхождение от конкретного прозвища, а не от массового крестильного имени. Никакого отношения Тепляевы к церковным праздникам или к профессиям не имеют — это чисто бытовое, народное именование.