Фамилия Баумель — редкий для России случай, когда немецкая фамилия прижилась в русском языке почти без изменений, сохранив исходное звучание. В отличие от большинства «немецких» фамилий, которые русифицировались через суффиксы (-ов, -ин), Баумель осталась в своей первоначальной форме. Это указывает на относительно позднее появление её носителей в Российской империи — скорее всего, во второй половине XVIII или в XIX веке, в период активного приглашения немецких колонистов, ремесленников и специалистов.

Основа фамилии прозрачна: немецкое Baum — «дерево». Уменьшительный суффикс -el придаёт значение «деревце» или «маленькое дерево». Таким образом, Баумель — это либо прозвище человека невысокого роста, стройного, как молодое деревце, либо метафорическое имя для лесника, плотника или торговца лесом. В немецкой ономастике фамилии с корнем Baum очень распространены (Бауман, Баумгартен), но форма с суффиксальным окончанием -el встречается реже и чаще всего как диалектная или южнонемецкая черта.

Написание фамилии в русской среде могло колебаться: встречаются варианты Баумель и Баумелль, но двойное «л» — скорее искусственная попытка подчеркнуть немецкое происхождение, так как в оригинале фамилия пишется Baumel или Bäumel (с умлаутом). В России умлаут, как правило, исчезал, и фамилия закреплялась как Баумель.

Географически носители фамилии в Российской империи концентрировались в местах традиционного расселения немцев: Поволжье, Причерноморье, а также в крупных городах — Санкт-Петербурге, Москве, Одессе. В советское время, в ходе депортаций и миграций, Баумели рассеялись по всей стране, но до сих пор фамилия остаётся малочисленной и прежде всего указывает на немецкие корни, а не на славянское происхождение.

С точки зрения социального статуса, предки-носители фамилии могли быть как крестьянами-колонистами, так и городскими ремесленниками (столярами, плотниками) или мелкими торговцами. Дворянского титула эта фамилия, как правило, не несла — она типична для бюргерского или крестьянского сословия немецких земель.