Фамилия Тумабаева женская, мужской вариант — Тумабаев. В её основе лежит тюркское составное имя Туманбай, где «туман» означает «туман, мгла» (в переносном смысле — «загадочный, скрытный»), а «бай» — «богач, хозяин, господин». Таким образом, имя Туманбай можно перевести как «богатый, как туман» или «таинственный господин». В тюркской ономастике такие имена давали с пожеланием, чтобы ребёнок был неуязвим для сглаза, скрыт от недобрых взглядов.

Модель образования проста: к основе Туманбай добавили русский патронимический суффикс -ев (фонетический вариант -ов после мягкого согласного), который в XIX–XX веках закрепился у многих тюркских народов при русификации фамилий. При этом конечный «й» основы перешёл в «ев», что типично для адаптации тюркских имён в русской среде.

Фамилия распространена среди казахов, башкир, татар и других тюркоязычных народов. Встречается в основном в Казахстане, Башкортостане, Татарстане, а также в южных регионах России. Предки носителей фамилии, скорее всего, были кочевниками или полукочевниками, жившими родовым строем, и имя Туманбай могло принадлежать уважаемому старейшине или зажиточному скотоводу.

Ударение в фамилии падает на последний слог: Тумаба́ева. Варианты написания с буквой «о» в первом слоге (Томабаева) встречаются, но редки и связаны с особенностями местных говоров или ошибками при записи в документах.