Фамилия Балтынский — редкий пример, когда угадывается литовский, а не славянский корень. В основе лежит прозвище Балтын, которое, скорее всего, происходит от литовских слов baltymas (белок) или baltinti (белить). Такое прозвище могли дать светловолосому человеку, либо тому, кто занимался отбеливанием тканей или холстов. В старину «белым» или «обеленным» называли также человека, освобождённого от податей, — это ещё один возможный смысловой оттенок прозвища.

Суффикс -ский указывает на польско-шляхетскую или русскую дворянскую модель образования фамилий. В отличие от крестьянских фамилий на -ов и -ин, фамилии на -ский чаще закреплялись за владельцами земель или выходцами из знати. Фамилия Балтынский могла означать «происходящий из поместья Балтын» или «принадлежащий к роду Балтынов».

Есть и другая версия, менее вероятная, но не лишённая оснований: прозвище Балтын могло восходить к татарскому слову балта — узкий азиатский топор, секира или плотничий топор. В таком случае предок мог быть либо воином времён татаро-монгольского нашествия, либо деревенским плотником. Однако литовская версия выглядит убедительнее, поскольку суффикс -ын в прозвище Балтын характерен для восточнославянских адаптаций балтийских слов, а не для тюркских заимствований.

Фамилия не частотна и практически не встречается в центральных областях России, что подтверждает её западное происхождение. Скорее всего, корни рода Балтынских — в землях бывшего Великого княжества Литовского, где смешивались славянские, литовские и польские ономастические традиции. Позже прозвище Балтын вытеснило исходное наследственное имя и закрепилось в документах уже в форме фамилии.