Фамилия Храмцев образована по самой распространённой в русской ономастике модели: от основы на твердый согласный с помощью суффикса -ев (фонетический вариант -ов после шипящих и ц). Основа здесь — Храмец, а это уменьшительная форма от слова «храм». В прямом смысле Храмцем могли назвать человека, служившего при церкви, — пономаря, сторожа или строителя. Но прозвища часто давали не по профессии, а по поведению или внешности: «храмцем» в народе могли окрестить и набожного, слишком благочестивого мужика, который ходил только в церковь и не пил, и того, кто, наоборот, любил приложиться к храмовой чарке после службы.

Вторая версия отсылает к топонимике. В русских говорах «храмец» иногда означало не только маленький храм, но и «хоромец» — небольшой дом, клеть (от диалектного «хоромы»). В этом случае прозвище Храмец мог получить человек, живший в отдельной маленькой избе, а не в общей семье. Однако это менее вероятно: в письменных источниках XVII–XVIII веков фамилии на -цев/-цов от слова «храм» встречаются почти исключительно в среде церковнослужителей.

Примечательна география фамилии. Храмцевы — не массовая фамилия, её ядро находится в центральных и южных губерниях России: Тульской, Рязанской, Воронежской. В северных и сибирских регионах она редка, что косвенно подтверждает связь с оседлым церковным бытом, а не с миграционными волнами. В словаре Б. Унбегауна фамилия не выделена отдельно, но по модели образования она входит в группу фамилий от названий культовых сооружений (ср. Попов, Дьяконов, Пономарев, Храмов).

Интересная деталь: ударение в фамилии всегда падает на первый слог — Хра́мцев. Это отличает её от фамилии Храмцо́в (с суффиксом -ов), которая встречается реже и могла возникнуть в южнорусских говорах с аканьем, где «о» в суффиксе перетягивало ударение. Храмцев же сохранил ударение, свойственное исходному слову «храм».