Фамилия Баумтрок — случай, когда мы сразу видим, что перед нами не исконно русское, а немецкое по происхождению слово, лишь адаптированное кириллицей. В отличие от подавляющего большинства русских фамилий, образованных от имени, прозвища или профессии при помощи суффикса, Баумтрок стоит особняком: это сложное слово, которое пришло в Россию вместе со своим носителем.

Разбирается оно на два корня: «Баум» (нем. Baum — дерево) и «Трок». Вторая часть вызывает вопросы, но наиболее убедительная версия связывает её с диалектным или устаревшим немецким словом «Trog» — корыто, лоток, желоб. Соответственно, исходное значение — «деревянное корыто» или «выдолбленный из дерева лоток». Фамилия, скорее всего, не прозвище, а профессия: так могли назвать мастера, который делал такие корыта, или человека, жившего у деревянного желоба (например, водяной мельницы). В немецкой ономастике фамилии, образованные от названий ремесленных изделий, — обычное дело, и Баумтрок вписывается в этот ряд.

Написание фамилии устойчивое, без вариантов вроде Баумтрук или Баумтрог, что говорит о поздней фиксации в документах уже после перехода в русский язык. Встречается она крайне редко и преимущественно у потомков немецких колонистов, переселявшихся в Российскую империю в XVIII–XIX веках, особенно в Поволжье и на юге Украины. Сословно это были, как правило, ремесленники или крестьяне, а не дворяне.

С точки зрения грамматики фамилия ведёт себя как существительное мужского рода: склоняется по второму склонению (Баумтрока, Баумтроку), у женщин не склоняется. Фактически это первый и единственный случай, когда русская фамилия сохранила немецкое слово целиком, без русификации суффиксом, что делает её своеобразным маркером точного места выхода предка из немецкоязычных земель.