Фамилия Тлемберлиев — редкий случай, когда географический и языковой анализ сразу указывает на конкретный регион происхождения. Она явно ведет к адыгским (черкесским) корням, а точнее — к кабардино-черкесской среде. Основа фамилии — личное имя или прозвище Тлемберли (Тлемберлий), которое образовано по типичной для адыгского языка модели с компонентом «тле» (псэ, «душа» в искаженной записи) или «тлеу» (бог, небо в древних верованиях). Однако наиболее вероятно, что «Тлем-» восходит к адыгскому «лъэмыжъ» (лъэмыжь) — «ленивый», «неповоротливый». Тогда Тлемберли — это человек, получивший прозвище за медлительность или спокойный нрав.

Суффикс «-ев» в конце — русский патронимический формант, который добавили при оформлении фамилии в документах Российской империи в XIX — начале XX века. У самих адыгов фамилии часто оканчиваются на «-уэ» (например, Тлемберлийуэ), но при записи в метрики и ревизские сказки царские чиновники русифицировали окончание, добавив «-ев». Таким образом, Тлемберлиев буквально значит «сын (потомок) Тлемберли».

С точки зрения словообразовательной модели это характерный пример, когда кавказское личное имя адаптировали под славянскую фамильную систему. Подобных фамилий много у кабардинцев и черкесов, переселившихся в Турцию, Иорданию и Сирию в XIX веке, но часть осталась на исторической родине — в Кабардино-Балкарии, Карачаево-Черкесии, а также в адыгской диаспоре. Носители фамилии Тлемберлиев, скорее всего, потомки узденей (свободных общинников) или крестьян, поскольку в адыгском обществе прозвища давали по бытовым чертам, а не по знатности.

Интересная деталь: в адыгском языке звук «тле» мог передаваться по-разному в зависимости от диалекта. В некоторых говорах то же прозвище звучало бы как «Лъэмыжь-берий», что указывает на возможные варианты написания — Тлемберлиев, Тлембердиев или даже Лемберлиев. Однако форма с «т» в начале закрепилась именно в русской транскрипции и встречается в документах начала XX века у кабардинцев из сел Кенже и Шалушка. Фамилия не имеет отношения к тюркским языкам — попытки вывести её от «темир» (железо) ошибочны, так как адыгский корень здесь первичен.