Фамилия Дихтяр — это фонетический вариант более распространённой фамилии Дегтярь, записанный на слух, без учёта литературной нормы. В основе лежит слово «дёготь»: так называли тёмный смолистый продукт сухой перегонки древесины. Дихтярём (или Дегтярём) на Руси называли не просто ремесленника, который гнал дёготь, но и торговца, что возил этот товар на ярмарки. Прозвище было профессиональным и хорошо узнаваемым, поэтому быстро закрепилось за целым родом.

Одно из первых письменных упоминаний этого прозвища находим в «Ономастиконе» Степана Веселовского: в 1630 году в Курмыше (территория нынешней Нижегородской области) жил пономарь Семён, которого в документах записали как Дегтярь (Дехтярь). Эта запись показывает, что вариант с «и» (Дихтярь) мог возникнуть в устной речи уже в XVII веке, когда редуцированное «е» в безударной позиции произносилось как «и». В украинском и белорусском языках такое написание стало нормой, поэтому фамилия Дихтярь особенно характерна для выходцев с юго-запада России и Украины.

Словообразовательная модель простая: суффикс -арь (или его редуцированная форма -яр) указывает на лицо по роду деятельности. Таких фамилий, образованных от названий профессий, в русском языке много: Бондарь, Псарь, Звонарь. Фамилия Дихтярь, в отличие от Дегтярёва, не получила патронимического суффикса -ов, то есть осталась в «чистой» форме прозвища, без притяжательного окончания. Это говорит о том, что она могла закрепиться в тех регионах, где прозвища передавались по наследству без изменений — например, в казачьей среде или в западнорусских землях.