Gülayım, gül ve ay sözcüklerine birinci tekil kişi iyelik eki -ım'ın getirilmesiyle kurulmuş bir kız adıdır; “gül ayım” diye bir seslenme gibi okunur. Gül, Osmanlıca yoluyla Klasik Farsça gul sözcüğünden, oradan Orta Farsçaya uzanır; Vikisözlük'e göre İngilizce rose ve Arapça ward ile aynı eski köke dayanır. Ay, Ana Türkçe *āy'dan gelir ve Dünya'nın uydusunu anlatır. Sondaki -ım eki sahiplik bildirir: ayım, benim ayım demektir. TDK adı, sevgiliye onu güle benzeterek seslenen bir ad diye açıklar.
Seslenme biçimindeki bu yapı, benzer isimler arasındaki Gülhanım ve Gülsunam gibi adlarda da görülür. Gülayım üç hecede okunur (Gü-la-yım); ince bir hecenin ardından kalın ünlüler geldiği için ekler a'lı gelir: Gülayım'a, Gülayım'ın. Gülaydın ile ilk iki hecesi aynı olduğundan karıştırılabilir.