Фамилия Тимиряков — редкий случай, когда основа прозрачна, а путь её превращения в фамилию ведёт в тюркский мир. В основе лежит тюркское имя Темир (Тимер), что значит «железо». В татарском, башкирском, казахском языках это имя было распространено: железо символизировало крепость, стойкость, несгибаемость. Русская огласовка «Тимир» вместо «Темир» — результат адаптации через акающие говоры (где «о» звучит как «а»), и фамилия закрепилась именно в такой записи.

Суффикс -яков указывает на модель образования от имени с окончанием на -як. Сначала появилось прозвище или отчество Тимиряк — так в русской среде называли человека по отцу Тимир: Тимиряк = «сын Тимира». Затем от этой формы по стандартной патронимической модели добавили суффикс -ов, получив Тимиряков. Если бы фамилия образовалась напрямую от Тимир, мы бы имели Тимиров. Форма Тимиряков — более сложный, двухступенчатый вариант, характерный для регионов, где тюркские имена активно входили в русский обиход.

Ареал фамилии подтверждает её происхождение. Тимиряковы чаще всего встречаются в Поволжье — в Татарстане, Башкирии, Ульяновской и Самарской областях. Это типичная зона русско-тюркского пограничья, где осевшие татары, башкиры или чуваши принимали православие и получали фамилии по отцу. В документах XVIII–XIX веков такие фамилии фиксировали у крестьян и мещан, реже — у служилых людей из новокрещёных.

Спорных версий немного, и они слабы. Связывать фамилию с греческим «тимирион» (честь) или латинским «timor» (страх) — лингвистически несостоятельно: в русской ономастике такие корни не работают. Единственная реалистичная альтернатива — происхождение от прозвища Тимиря (от «темя» или «темень»), но это не объясняет устойчивого написания через «и» и географической привязки к тюркскому ареалу. Поэтому версия с «железным» корнем Темир — основная.

По сословию Тимиряковы не были дворянами: фамилия не попала в «Бархатную книгу» и родословные сборники. Это фамилия крестьянская и мещанская, что типично для поздних патронимов из тюркских имён. Встречается она нечасто, но тем и ценна: за ней стоит история культурного смешения, когда человек с татарским именем становился русским крестьянином, а его потомки уже носили фамилию, звучащую по-русски, но хранящую память о предке-Тимире.