Фамилия Бурштейн — составная, и её корни лежат в немецком языке. Первая часть, «Burg», переводится как «замок» или «крепость». Вторая, «Stein», означает «камень». Складываясь, они дают значение «каменный замок». Такие фамилии, образованные от двух основ, типичны для немецкоязычной среды и часто описывали место жительства или род занятий первых носителей.

Несмотря на немецкое происхождение, фамилия Бурштейн прочно ассоциируется с еврейскими общинами Восточной Европы. В среде ашкеназских евреев было принято давать фамилии на немецкий манер, часто — искусственные, красивые или указывающие на географический объект. Вполне вероятно, что предки Бурштейнов могли жить рядом с каменным замком или просто получили «благозвучную» фамилию при обязательной паспортизации в Российской империи в XIX веке.

Среди носителей этой фамилии есть заметные фигуры в науке. Одна из них — Ревекка Хаимовна Бурштейн (1904–1992), российский электрохимик. Она выполнила первую в СССР работу по адсорбции водорода на угле и предложила новый химический источник тока — железоугольный элемент. Её труды по адсорбции и гетерогенному катализу вошли в историю отечественной электрохимии.

В русском языке фамилия пишется через «е», хотя в оригинале вторая часть — «stein». Встречаются варианты написания: Бурштейн, Бурштин, Бурштайн, но основной и самый распространённый — через «е». Суффикса, типичного для русских фамилий (вроде -ов или -ин), здесь нет, что сразу выдает иноязычное происхождение: фамилия пришла в готовом виде, а не образовалась на русской почве от прозвища.