Фамилия Асмолин образована от прозвища или имени Асмол, а её корни уходят в тюркские языки. Основа «асмол» восходит к слову «асма» — в ряде тюркских наречий это значит «подвесной», «висячий», а также может относиться к названию растения или к ремеслу. В русской среде прозвище Асмол мог получить человек, занимавшийся изготовлением или продажей асмолы — так в диалектах называли смолу или особый сорт дерева, идущий на поделки. Впрочем, не исключено, что это вариант имени Асма — арабского женского имени, но в фамилии оно могло закрепиться как мужское прозвище.

Суффикс -ин указывает на принадлежность: Асмолин — буквально «сын Асмола» или «из семьи Асмола». Эта модель типична для русских фамилий, образованных от основ на -а, -я: если бы основа кончалась на согласный, мы бы увидели -ов, но здесь именно -ин. Это говорит о том, что прозвище бытовало в форме Асмол, а не Асмоло или Асмолов. Географически фамилия редкая, встречается в основном в Поволжье и на Урале — регионах, где исторически смешивались русские и тюркские языки. Возможно, предки Асмолиных были выходцами из татарской или башкирской среды, принявшими православие, или же русскими, перенявшими тюркское прозвище по роду занятий: например, смолокурами или бортниками, собиравшими смолу.

В словарях фамилия не фиксируется как часто упоминаемая, но её можно встретить в метрических книгах XIX века в Казанской и Оренбургской губерниях. Альтернативная версия — связь с греческим «асмолос» (непереводимый, невыразимый) — маловероятна, так как фамилия явно пришла из живого общения, а не из книжной традиции. Единственное, что бесспорно: Асмолин — фамилия-свидетельница контакта культур, где прозвище, данное по делу или внешности, стало родовым именем.