Фамилия Жантемирова — редкий случай в русском ономастиконе, где тюркская основа встретилась с русским суффиксом принадлежности. Её ядро — мужское имя Жантемир, которое на карачаево-балкарском, ногайском или кумыкском языках складывается из двух частей: «жан» (душа, человек) и «темир» (железо). Буквально — «железный человек» или «человек-железо». В тюркской традиции такие имена давали мальчикам с пожеланием крепости духа, стойкости и несгибаемости.

Фамилию образовали по стандартной русской модели: к основе Жантемир добавили суффикс -ов, а затем родовое окончание -а (для женщин). Форма Жантемирова — женская, мужской вариант — Жантемиров. В отличие от распространённых фамилий на -ин, здесь работает суффикс -ов, что характерно для фамилий, произведённых от основ, оканчивающихся на согласный (в данном случае на -р). Эта модель в XV–XVII веках активно «обрусевала» инородные имена на Северном Кавказе и в Поволжье.

Географически фамилия тяготеет к регионам, где исторически жили тюркоязычные народы: Кабардино-Балкария, Карачаево-Черкесия, Ставрополье, отчасти Дагестан. Встречается она и в среде казахской диаспоры, но там чаще сохраняется исконная форма Жантемиров без русификации. Поскольку имя Жантемир — личное, а не прозвище по ремеслу, предки носительницы фамилии, скорее всего, не были крепостными в центральной России, а относились к горским обществам или казачьим станицам, где имя давали ребёнку при рождении, а не «приписывали» позже по занятию.

Сравнение с однокоренными фамилиями вроде Темиров, Темирханов или Жанов показывает, что Жантемирова — двухкорневая, более редкая и сложная по составу. Она не отсылает к профессии или месту, а прямо говорит о личном качестве, которое ценили в предке: сочетание душевной силы и твёрдости, как у железа. В документах фамилия могла записываться через «е» или «ё» (Жантемирова/Жантемирова), но второй вариант встречается реже и обычно считается орфографической ошибкой.