Фамилия Гольмстен — яркий пример фамилии, пришедшей в русский язык из немецкого или скандинавского культурного круга. В России она почти не встречается, и её обладатели — потомки выходцев из немецких земель или Швеции (включая балтийских немцев и шведов из Прибалтики), которые переселялись в Российскую империю в XVIII–XIX веках.

Словообразовательная модель здесь прозрачна: это сложное слово из двух корней. Первая часть, «Гольм», восходит к немецкому Holm или скандинавскому holmr — «остров», «возвышенность среди болота» или «холм» (в географических названиях встречается как «хольм»). Вторая часть, «стен», — это немецкое Stein или скандинавское sten, что значит «камень». Таким образом, буквальное значение фамилии — «каменный остров» или «островной камень». Это типичная топонимическая фамилия: она могла быть дана человеку, жившему на скалистом острове, в местности с таким названием, либо указывать на происхождение из конкретного поселения с именем Хольмстен (например, в Швеции есть деревня Holmsten).

С точки зрения сословной истории, носители фамилии Гольмстен в Российской империи часто принадлежали к обрусевшим дворянским или купеческим родам немецкого происхождения. Известен, например, род Гольмстенов, внесённый в дворянские родословные книги. Сама фамилия не имеет славянских суффиксов (-ов, -ин, -ский), что сразу выдаёт её иноязычное происхождение: она сохранила оригинальное окончание, характерное для немецких и шведских фамилий на -en.

В русском языке фамилия не склоняется по падежам, если принадлежит мужчине или женщине (оба варианта остаются неизменными). Это дополнительный маркер её западноевропейского происхождения, так как славянские фамилии на согласный обычно склоняются. Для этимолога Гольмстен — интересный случай, когда фамилия не утратила связи с ландшафтом, который описывает: «каменный остров» мог быть как реальным географическим объектом, так и прозвищем, данным человеку за твёрдость характера или внешнее сходство с камнем.