Фамилия Земальдинова — женская форма, а мужская, Земальдинов, встречается реже и несёт на себе отпечаток восточного влияния, скорее всего, тюркского или исламского. Основа фамилии восходит к арабскому имени Зималь (или Замаль), которое в тюркской среде могло звучать как Земаль или Земал. В арабском языке корень связан с понятиями «красота», «прелесть», «изящество» — имя Зималь (جمال) является одним из вариантов имени Джамаль, широко распространённого в мусульманском мире. Таким образом, в основе фамилии лежит личное имя, которое давалось ребёнку как пожелание быть красивым и приятным в общении.

Суффикс -ин в русских фамилиях указывает на принадлежность: «чей?» — Земальдинов, то есть потомок Земальдина. Сама же промежуточная форма Земальдин — это уже русифицированное имя, где к основе Земаль добавлен тюркский компонент -дин (от арабского «дин» — вера, религия). Встречаются варианты типа Земальдинов, где суффикс -ов тоже возможен, но -ин типичен для основ на -а/-я. В данном случае форма на -ов могла возникнуть под влиянием более массовой модели, но именно -ин точнее отражает происхождение от имени, оканчивающегося на согласный.

Географически фамилия Земальдинова тяготеет к регионам с традиционно мусульманским населением в России — Татарстану, Башкортостану, а также к Северному Кавказу и некоторым областям Средней Азии. Встречается она нечасто, что говорит о локальном бытовании. Предки носителей этой фамилии, скорее всего, были из татар, башкир или представителей народов Дагестана. В русских переписных книгах XVII–XVIII веков подобные фамилии не фиксируются — они возникали позже, в XIX — начале XX века, когда крестьяне и городские жители из нерусских народов получали или выбирали фамилии по отцу.

Интересная деталь: написание через «е» (Земальдинова), а не через «и» (Зимальдинова) — это результат адаптации арабского звука через тюркское произношение, где «и» в безударном положении могло редуцироваться или заменяться на «е». В церковных и метрических книгах дореволюционного периода можно встретить оба варианта, но современный паспортный стандарт закрепил именно форму с «е».