Фамилия Лангштейн — сложное слово, которое почти наверняка пришло из немецкого или еврейского (идиш) языка. Её значение прозрачно: первая часть, lang, переводится как «длинный» или «высокий», а вторая, Stein, — «камень». В таком виде фамилия могла родиться как прозвище человека, который жил возле заметного, высокого камня или скалы. В немецких землях такие топонимические прозвища были обычным делом.

Однако есть и другой, не менее вероятный путь. В еврейской ономастике компонент «-штейн» (камень) часто использовался как искусственный «украшающий» суффикс при создании фамилий в конце XVIII — XIX веках. В этом случае основой могло служить простое прозвище Ланг — длинноногий или высокий человек. К нему добавили «-штейн» для благозвучия, и получилась фамилия, которая буквально означает «длинный камень», но по сути является составной, от прозвища и форманта.

Наконец, нельзя сбрасывать со счетов и версию об искусственном, «кабинетном» происхождении. Такие фамилии нередко придумывали чиновники или сами носители, особенно в среде немецких колонистов и ашкеназских евреев. Подтверждение тому — реальные исторические записи. В Ленинградском мартирологе значится Лангштейн Альфред Иванович, 1891 года рождения, уроженец Латвии. А в Книге памяти Архангельской области упоминается Лангштейн Елизавета Яковлевна, родившаяся в 1895 году в самом Архангельске. Эти записи показывают, что фамилия бытовала на северо-западе Российской империи, в регионах с заметным немецким и еврейским населением.

Если говорить о словообразовательной модели, то перед нами чистая композита (сложение корней) без русских суффиксов. Фамилия не склонялась по русским падежам в мужском варианте, что типично для поздних заимствований. Сравните с однокоренными немецкими фамилиями вроде Ланге или Штейн — Лангштейн стоит в ряду «двухосновных» фамилий, которые часто указывали на ландшафтную особенность места жительства предка.