Фамилия Айзенштейн — составное прозвище, которое сложилось из двух немецких слов: Eisen («железо») и Stein («камень»). В русском языке написание с «ай» вместо «айзен» — это адаптация немецкого дифтонга, характерная для фамилий, которые пришли через идиш или устную передачу. Буквально прозвище означает «железный камень» — то есть руду, конкретнее, железняк.

Скорее всего, прозвище относилось к человеку, который жил или работал в местах добычи железной руды. Но есть и другая, более образная версия: «железный камень» могло стать прозвищем человека с несгибаемой волей, твёрдым, «железным» характером. Такие метафорические фамилии-гибриды — характерная черта ашкеназской ономастики конца XVIII — начала XIX века, когда еврейским семьям предписывали закрепить фамилии. В этой среде и появились необычные сочетания вроде Вейценбаум («пшеничное дерево»), Зауэрштром («кислый поток»), Левенфиш («рыба-лев»), Цигенбаум («козье дерево») или Квечман (буквально «высказываться неохотно»). Айзенштейн стоит в том же ряду — это не бытовое прозвище, а искусственная, книжная фамилия, составленная из двух корней для благозвучия и запоминаемости.

Обратите внимание на суффикс: в немецком варианте фамилия оканчивается на -stein, без славянских суффиксов -ов, -ин или -ский. Это указывает на то, что фамилия закрепилась в той форме, в которой её записали в метриках или паспортах, без русификации. В Российской империи такие фамилии чаще всего встречались в черте оседлости — на территории современных Украины, Беларуси, Польши и Молдовы. Географическая привязка здесь важнее сословной: носители фамилии могли быть и мещанами, и купцами, и ремесленниками, но почти всегда — еврейского происхождения.

Однокоренные фамилии — Айзенберг («железная гора»), Айзенштадт («железный город»), Айзенман («железный человек») — построены по той же модели: первый корень Eisen указывает на твёрдость или руду, второй — на топографический или бытовой объект. Айзенштейн среди них выделяется тем, что «камень» в паре с «железом» даёт почти тавтологию, усиливающую значение: вдвойне твёрдый, несгибаемый.