İldemir, il ve demir sözcüklerinin birleşiminden oluşur. İl, Ana Türkçe *ēl (ülke, devlet) sözcüğüne dayanır. Demir, Osmanlıcada demir, demür ve temür biçimleriyle geçer ve Ana Türkçe *temür'e uzanır; Vikisözlük, Timur adını bu sözcüğün ikizi olarak gösterir. Özbekçe temir, Kazakça temir ve Azerice dəmir aynı kökün akrabalarıdır. Demir sağlamlık ve güç fikrini taşıdığından ad, ülkenin güçlü kişisi anlamına gelir; TDK'nin kaydı da bu yöndedir.
Demir ile kurulan adlar Türkçede geniş bir aile oluşturur; benzer isimler arasındaki Özdemir, Erdemir ve Eldemir de bu gruptadır. İltemir ise aynı yapının Timur'u hatırlatan t'li biçimidir. İldemir üç hecede okunur (İl-de-mir) ve bütünüyle ince ünlülüdür: İldemir'e, İldemir'in. Ad r ile bittiği için ünlüyle başlayan bir soyadıyla akıcı bir geçiş kurar.