Фамилия Тляумбетова — редкий пример тюркского наследия в русском ономастиконе, причём с яркой региональной привязкой. Она образована от мужского имени Тляумбет, которое, скорее всего, представляет собой диалектный или фонетический вариант имени Тляу-Мухаммет. В основе лежат два тюркских компонента: «тляу» (от арабского «дауля» — «счастье», «богатство», «государство») и «Мухаммет» (имя пророка). Получается сложное имя со значением «счастье (богатство) Мухаммеда», что типично для мусульманских имён-пожеланий.

Фамилия закрепилась в форме с суффиксом -ов (-ова), который в русской традиции указывает на принадлежность: Тляумбетов — это «сын (или потомок) Тляумбета». Окончание -а — женский вариант, но в быту фамилия склоняется по общим правилам. Географически фамилия Тляумбетова наиболее характерна для Оренбургской области и Башкортостана — регионов, где веками жили башкиры, татары и казахи. В этих местах имя Тляумбет (в форме Тляубай, Тляумбет) встречается в метрических книгах XIX века, особенно среди тептярей и башкир-вотчинников.

Словообразовательная модель здесь необычна тем, что основа содержит редкий для русских фамилий элемент «тляу» — он почти не встречается в других русских фамилиях, кроме производных от тюркских имён. В отличие от распространённых фамилий на -ин или -ский, Тляумбетова стоит особняком: её корень прозрачно указывает на исламскую традицию именования, а суффикс — на позднюю русификацию. Носитель фамилии мог быть потомком человека, которого в документах записали как Тляумбет — возможно, зажиточного крестьянина или сельского старосты, так как имя с компонентом «счастье» часто давали в знак благопожелания.

Если искать аналоги, то ближайшие по структуре — фамилии Тляубаев, Тляумбетов (без -а), а также более редкие Тляушев, Тляулин. Но Тляумбетова выделяется именно трёхсложной основой и редким стечением гласных в середине. В архивных записях фамилия могла писаться по-разному: Тляумбетова, Тлеумбетова, Тляуметова — из-за разницы в произношении гласных в тюркских диалектах.