Фамилия Тышкамбаев — редкий пример, где тюркская основа замешана на русском суффиксе принадлежности. Она образована по модели, типичной для фамилий народов Поволжья, Приуралья и Казахстана: к тюркскому имени или прозвищу добавили русский патронимический суффикс -ев (фонетический вариант -ов после мягких и шипящих). В данном случае суффикс указывает на происхождение от отца: Тышкамбаев буквально значит «сын Тышкамбая».

Основа — Тышкамбай — сложное имя, которое состоит из двух частей. Первая часть «тышк-» или «тыш-» в тюркских языках (татарском, башкирском, казахском) может означать «внешний», «наружный» или восходить к слову «тыш» — «зуб». Вторая часть «амбай» — это, скорее всего, диалектный вариант имени Амбай, которое в свою очередь связано с арабским «амба» (запах, аромат) или с тюркским «амба» (амбар, хранилище). Однако более правдоподобна версия, что «амбай» — это усеченная форма от «Ахметбай» или «Амбай» как самостоятельное имя, где «бай» — традиционный компонент, означающий «богатый», «господин», «хозяин».

Таким образом, Тышкамбай — это составное личное имя, которое могло означать что-то вроде «богатый внешним» (например, гостеприимный, щедрый на вид) или «зубастый бай». Встречается и другое толкование: «тышкы» в некоторых диалектах означает «кремень» или «твердый», что делало имя оберегом — пожеланием мальчику быть крепким, как камень.

Носители фамилии Тышкамбаев исторически сосредоточены в зоне расселения татар, башкир и казахов — в Оренбургской, Челябинской областях, в Башкортостане и Татарстане. Встречается она и в Казахстане, особенно в северных и западных регионах. Социально предки Тышкамбаевых, скорее всего, были крестьянами или скотоводами, а само имя Тышкамбай могло быть дано ребенку в знак уважения к его деду или как пожелание материального достатка (через компонент «бай»).

Фамилия не имеет вариантов с другими суффиксами (вроде Тышкамбаевский или Тышкамбаевых), что говорит о её относительно позднем оформлении — примерно в XVIII–XIX веках, когда русская администрация фиксировала тюркские имена в документах. Встречается написание через «ы» (Тышкамбаев) и изредка через «и» (Тишкамбаев), но первый вариант считается исходным, так как передаёт тюркскую фонетику.