Фамилия Гольштеин — один из тех случаев, когда географическое происхождение очевидно, а вот социальный статус первых носителей — нет. Основа фамилии — немецкая земля Гольштейн (Holstein), историческая область между Северным и Балтийским морями. Однако, в отличие от дворянских фамилий, которые часто образовывались от названий владений с помощью приставок «фон» или «цу» (фон Гольштейн), русская форма Гольштеин — это просто прозвище или указание на место, откуда человек приехал.

Ключевая деталь — написание через «еи» вместо «ей». В немецком языке Holstein произносится с долгим «ай» (Holstein), и в русской передаче XIX века это часто фиксировали как «Гольштейн» (через «й»). Форма «Гольштеин» — более старая или диалектная, отражающая попытку передать немецкий дифтонг без смягчения на русский лад. Такое написание встречается в метрических книгах и документах, особенно среди выходцев из Прибалтики или обрусевших немцев, которые не спешили русифицировать фамилию.

Интересно, что фамилия не обязательно указывает на дворянство. В России Гольштейнами могли записать солдата, ремесленника или врача, приехавшего из Гольштейна на службу. В XVIII–XIX веках в Российской империи служило много выходцев из этой области, особенно в армии и на флоте (гольштейнские корабелы, инженеры). Поэтому носитель фамилии Гольштеин с равной вероятностью мог быть потомком обедневшего дворянина, мастерового или колониста, приглашённого Екатериной II.

С точки зрения словообразования — это чистая топонимическая фамилия без русского суффикса. Модель редкая: в отличие от «Москвин» или «Тверитин», здесь нет адаптации через -ов или -ин. Фамилия застыла в той форме, в которой её записали при первом контакте с русским приказным языком. Встречаются варианты Гольштейн, Гольштин, Гольштинский, но именно Гольштеин — наиболее архаичная и точная копия немецкого произношения.

По географии: в России фамилия встречается локально — в Петербурге, Прибалтике, а также в Поволжье, куда переселяли немецких колонистов. Встречается и у еврейских носителей, но это обычно результат германизации фамилий в XIX веке, когда еврейские семьи брали названия по месту жительства. Для русского уха фамилия звучала как «чужая», поэтому её обладатели часто меняли написание на более привычное «Гольштейн» или русифицировали в «Гольштинский».