Фамилия Гронштейн — редкий для России пример немецкой фамилии, которая была адаптирована в среде восточноевропейских евреев (ашкеназов). В отличие от большинства русских фамилий, образованных суффиксами принадлежности, Гронштейн — чистый композит, то есть сращение двух немецких корней: «грюн» (grün — «зелёный») и «штайн» (Stein — «камень»). В буквальном переводе — «зелёный камень».

Такие фамилии массово закреплялись за еврейским населением Австрийской империи, Пруссии и Российской империи в конце XVIII — первой половине XIX века, когда власти ввели обязательную регистрацию фамилий для налогообложения и воинского учёта. Чиновники нередко давали фамилии по принципу «красивое или благозвучное слово» без привязки к конкретному человеку, и «зелёный камень» мог быть просто прихотью регистратора. Однако есть и вторая версия: фамилию могли дать семье, жившей у месторождения малахита, зелёной яшмы или другого зелёного минерала — такая топонимическая привязка встречалась в горнодобывающих районах Германии, Чехии и Силезии.

С точки зрения словообразовательной модели, Гронштейн стоит в одном ряду с такими ашкеназскими фамилиями, как Розенштейн («розовый камень»), Шварцштейн («чёрный камень»), Вайсштейн («белый камень»). Это типичная для немецкого языка модель «прилагательное + существительное», где прилагательное стоит в сильной форме (Grünstein, без окончания -er). В русском языке фамилия закрепилась в транслитерации Гронштейн, хотя по-немецки правильно писать Grünstein — с умлаутом, который при передаче кириллицей исчез, оставив лишь «грОн» вместо «грюн».

География бытования фамилии широка, но неравномерна. В дореволюционной России Гронштейны чаще всего встречались в черте оседлости: на Волыни, в Подолье, в Бессарабии, а также в Царстве Польском. После эмиграционных волн конца XIX — начала XX века фамилия распространилась в США, Аргентине и Израиле. В современной России Гронштейн — редкая фамилия, её носители сосредоточены в основном в крупных городах (Москва, Санкт-Петербург), куда переезжали в советское время из западных регионов.

О сословной принадлежности предков-Гронштейнов сказать что-то определённое сложно. Поскольку фамилия присваивалась в эпоху, когда еврейское население в Российской империи в массе своей было мещанами и ремесленниками, логично предположить, что носители фамилии не принадлежали к дворянству или купечеству первой гильдии. Однако в Австрии и Пруссии среди евреев-Гронштейнов могли быть и состоятельные торговцы, и владельцы мастерских. Единственное, что объединяет всех — фамилия не указывает на профессию или личное качество предка, а скорее отражает бюрократическую или топонимическую случайность, что типично для искусственных фамилий той эпохи.