Фамилия Желкомбаев — редкий случай, когда прозвище, лёгшее в основу, почти наверняка связано с цветом, но не напрямую с русским прилагательным «жёлтый». Скорее всего, перед нами пример тюркского влияния, адаптированного русским суффиксом. Основа фамилии — «желкомбай» или «жылкымбай» — восходит к казахскому или другому тюркскому языку, где «жылкы» (или «жылкым») означает «лошадь», «конь», а «бай» — «богатый», «владелец». Таким образом, исходное имя-прозвище Жылкымбай (или Желкомбай) буквально переводится как «богатый лошадьми», «конный бай». В среде кочевников и скотоводов такое имя было не просто указанием на достаток, а прямой характеристикой статуса: владение большим табуном коней означало богатство, уважение и военную силу.

Фамилия образована по русской модели: к тюркскому имени Желкомбай добавили патронимический суффикс -ев. Встречается и вариант написания Желкомбаев, где первая гласная могла измениться под влиянием русского слова «жёлтый» или диалектного произношения. Встречаются также формы Жылкымбаев, Жылкомбаев, что подтверждает исходную тюркскую основу. Географически фамилия сосредоточена в Казахстане и среди казахов России, особенно в Оренбургской, Астраханской областях и в Поволжье — регионах с давними кочевыми традициями и смешанным населением.

В отличие от многих русских фамилий, образованных от крестильных имён или прозвищ по профессии, Желкомбаев несёт в себе не бытовую, а социальную характеристику. Предок носителя фамилии, скорее всего, был не просто хозяином лошадей, а человеком, чьё богатство измерялось именно конями. В тюркской ономастике имена с компонентом «бай» (богатый, господин) были распространены, но конкретное уточнение «жылкы» (лошадь) встречается реже, что делает фамилию узнаваемой и не даёт спутать её с массой «баевых» и «байских» фамилий.