Фамилия Голштеин — редкий случай в русском ономастиконе, и её происхождение стоит искать не в славянских корнях, а в немецкой географии. Основа фамилии — топоним Гольштейн (Holstein), историческая область на севере Германии, часть современной земли Шлезвиг-Гольштейн. В русском языке немецкое «Holstein» при передаче через письменные источники или устную речь могло потерять мягкость и дать вариант «Голштеин» (с буквой «и» вместо «й» на конце, что характерно для старой канцелярской записи немецких фамилий).

Фамилия указывает на выходца из этой земли. Такие фамилии часто получали немцы-переселенцы, приглашённые в Россию в XVIII–XIX веках: колонисты, ремесленники, офицеры, врачи. В дворянских родословных книгах фамилия Голштеин могла принадлежать обрусевшим прибалтийским немцам, служившим в армии или на гражданской службе. В крестьянской среде она почти не встречается — это маркер инородческого, часто городского или служилого происхождения.

Суффиксальная модель здесь не работает: фамилия не образована русским способом, а представляет собой транслитерированное немецкое название. Встречаются варианты написания: Гольштейн, Голштейн, Голштеин. Последняя форма с «и» — архаичная, могла закрепиться в метрических книгах или ревизских сказках из-за особенностей произношения немецкого дифтонга «ei» (как «ай»), который русские писцы передавали буквой «и».

Интересная деталь: в России существовала и другая, более известная фамилия — Ольденбургский (представители Гольштейн-Готторпской династии), но Голштеин — это не княжеский род, а фамилия простых или служилых людей, чьи предки просто родились в той местности. Споров о происхождении почти нет — географическая привязка прямая и однозначная. Если ваш предок носил эту фамилию, скорее всего, он был немецким колонистом, военным или специалистом, приехавшим в Российскую империю и оставшимся здесь.