Фамилия Фельшин — редкий случай, когда иноземная основа соединилась с русским суффиксом принадлежности. Корень здесь немецкий или еврейский ашкеназский, а окончание -ин указывает на то, что фамилия сложилась в русской среде: «чей?» — Фельшин, то есть сын или потомок человека по прозвищу Фельш.

Сам корень «Фельш» — это искажённое немецкое Fels (скала, утёс) или фамилия Fels, Felsch. В немецкой ономастике такие фамилии давали либо по месту жительства — у скалистого обрыва, либо как прозвище крепкому, несгибаемому человеку. В еврейской среде фамилия Фельш (Fels) могла возникнуть как искусственная, «красивая» фамилия при обязательном присвоении фамилий в XIX веке — от того же слова «скала», без прямой связи с местностью. Суффикс -ин в данном случае не типичен для немецких фамилий, которые обычно входили в русский язык в форме Фельш или Фельшев. Форма Фельшин — явление более позднее и местное: её могли дать в русской деревне, где поселился немец или еврей, и окружающие назвали его детей «Фельшины».

Вероятнее всего, предок носителя фамилии был либо немецким колонистом (в Поволжье или Причерноморье), либо евреем из черты оседлости, который получил фамилию при переписи, а его потомки, перейдя на русский язык, русифицировали её окончание. Географически фамилия Фельшин встречается в основном на юге России и в Украине — там, где были немецкие колонии и еврейские местечки, но нигде не образует плотных гнёзд, оставаясь единичной.

Словообразовательная модель проста: основа Фельш + патронимический суффикс -ин. По такой же схеме возникли, например, фамилии Фокин (от Фоке), Губин (от Губа). Разница лишь в том, что Фельшин — не от русского имени или прозвища, а от заимствованного. Это делает фамилию интересным свидетельством смешения культур: немецкое слово, русский суффикс и судьба человека, который принёс этот корень в иную языковую среду.