Фамилия Блюметаль — яркий пример фамилии-указателя на место жительства, которая пришла в русский язык с немецкими колонистами. Её основа — немецкое словосочетание Blumenthal, что буквально означает «цветочная долина» (от Blume — цветок и Tal — долина). В немецкой ономастике такие топонимические фамилии давали человеку, который жил в местечке с таким названием или рядом с ним, либо переселился оттуда. В России фамилия закрепилась в написании Блюметаль, сохранив немецкое звучание, но потеряв второе «н» в середине (в оригинале Blumenthal).

В Российской империи носителями фамилии были преимущественно немцы-колонисты, которых приглашали осваивать земли Поволжья, Новороссии и Причерноморья в XVIII–XIX веках. Поэтому географически фамилия чаще всего встречается в областях, связанных с историческими немецкими поселениями: Саратовская, Самарская, Волгоградская области, а также Запорожье и Одесская область Украины. Встречается она и среди еврейского населения, так как немецкие фамилии были распространены у ашкеназских евреев, но в этом случае происхождение может быть связано не с топонимом, а с искусственным присвоением фамилии по красивому звучанию.

Словообразовательная модель проста: фамилия не имеет типичных русских суффиксов (-ов, -ин, -ский), так как она заимствована в готовом виде. В немецком языке суффикса нет, а окончание -аль — это результат адаптации немецкого -al к русской графике. В отличие от фамилий, образованных от прозвищ или профессий, Блюметаль не даёт информации о занятиях предка — она говорит о его корнях и, возможно, о живописном месте, откуда он родом.

В исторических источниках фамилия встречается с разными вариантами написания: Блюменталь, Блюмэнталь, а в дореволюционных документах — Блюменталь (с буквой «ять» в корне, что не меняло произношения). В XX веке после депортаций немецкого населения фамилия могла быть русифицирована или изменена, но в исходном виде сохранилась у потомков, вернувшихся на историческую родину или оставшихся в России.