Фамилия Тимиркаев — яркий пример тюркского пласта в русском ономастиконе. Она образована по русской патронимической модели с помощью суффикса -ев, который присоединяют к основам, оканчивающимся на мягкий согласный или, как в данном случае, на -й. Суффикс указывает на происхождение от отца: Тимиркай → сын Тимиркая → Тимиркаев.

Основа фамилии — тюркское мужское имя Тимиркай. Оно составное: «Тимир» (железо) и «кай» (крепкий, могучий) или уменьшительно-ласкательный аффикс -кай. В разных тюркских языках «тимир», «темир», «тимер» означает «железо». Имя давали с пожеланием мальчику стать крепким, несгибаемым, как железо. Встречаются параллельные формы: Темиркаев, Тимеркаев, что связано с диалектными различиями в произношении (оглушение «е» в «и»).

Географически фамилия тяготеет к регионам Поволжья и Урала — территориям расселения татар, башкир, чувашей. Тимиркаевы — это, скорее всего, потомки тюркских народов, принявших православие или сохранивших мусульманскую традицию, но вписавшихся в русскую систему фамилий. В документах XVIII–XIX веков такие фамилии фиксировали у крестьян и служилых людей из татарских и башкирских родов.

Интересная деталь: в отличие от многих фамилий с корнем «Тимир», которые часто связывают с ремеслом кузнеца (Тимирязев, Кузнецов), Тимиркаев прямо указывает на личное имя, а не на профессию. Это не прозвище по занятию, а именно отчество от имени-пожелания. Поэтому предок Тимиркаевых мог быть и кузнецом, и воином, и земледельцем — имя не диктовало род занятий, а лишь желало силы.

Сегодня фамилия встречается нечасто, но её носители живут в Татарстане, Башкортостане, Оренбургской и Челябинской областях. В написании возможны варианты через «е» — Темиркаев, но форма с «и» закрепилась в русском обиходе как более привычная для передачи тюркского звучания.