Фамилия Тлемисов — редкий случай, когда географическая привязка почти очевидна, а семантика корня вызывает вопросы. В отличие от большинства русских фамилий на -ов, образованных от крестильных имён или профессий, эта явно несёт тюркский след. Основа «Тлемис» или «Тлемес» скорее всего восходит к карачаево-балкарскому или ногайскому имени, где «тлеу» (или «тилеу») означает «просьба», «моление», а суффикс «-мис» придаёт значение «выпрошенный» или «желанный». Так могли назвать долгожданного ребёнка — буквально «вымоленный у Бога». В тюркской антропонимии это распространённый мотив: имена типа Тилемис, Дилемис встречаются у кумыков, балкарцев и карачаевцев.

Модель образования фамилии проста: тюркское личное имя + русский патронимический суффикс -ов, который закрепился в XIX веке при документальной фиксации фамилий у горских народов Кавказа. Это типичная картина для осетин, кабардинцев, балкарцев, которые получали фамилии по отцу с русским окончанием. В данном случае носители фамилии Тлемисов — почти поголовно из Карачаево-Черкесии или Кабардино-Балкарии, с высокой концентрацией в селениях, где традиционно жили карачаевцы. Фамилия не общерусская и не массовая, её ареал узок, что подтверждает локальное происхождение.

Словообразовательно фамилия стоит в ряду таких же «просительных» имён, как Тилемисов, Дилемисов, Джанибеков. Важно не путать её с фамилиями на -исов греческого или армянского типа — здесь корень иной. Если у предка было прозвище Тлемис (а не имя), то оно могло обозначать человека, родившегося по обету или после долгих молитв. В любом случае, социальный статус первых носителей — скорее всего, свободные горцы-скотоводы или уздени, а не знать, так как фамилия не встречается в княжеских родословных.

Таким образом, Тлемисов — это фамилия-маркер кавказского происхождения, которая рассказывает о семейной истории через имя родоначальника. Её носителям стоит искать корни не в центральной России, а в ущельях Карачая, где имя Тлемис могло быть не редкостью ещё в XVIII веке.