Фамилия Лимбах — один из ярких примеров того, как немецкая топонимика проникла в русский именослов. В основе фамилии лежит не прозвище и не личное имя, а конкретное географическое название. В Германии существует несколько населённых пунктов с именем Лимбах, и предок носителя этой фамилии, скорее всего, был выходцем из одного из них. Такие фамилии давали переселенцам, чтобы отличить их от местных жителей: «Иван из Лимбаха» со временем превратился просто в Ивана Лимбаха.

Само слово Лимбах составное. Первая часть восходит к древневерхненемецкому lindo — «липа» (а не «лимонное дерево», как иногда ошибочно переводят, путая с современным немецким Limone). Липа в германской традиции — дерево суда и собраний, поэтому топоним мог указывать на место, где стояла знаковая липа. Вторая часть — Bach — «ручей». Таким образом, Лимбах — это «липовый ручей», то есть ручей, берега которого поросли липами.

С точки зрения словообразования фамилия Лимбах стоит особняком среди русских фамилий. Она не получила типичных славянских суффиксов (-ов, -ин, -ский) и сохранила немецкое окончание. Это говорит о том, что фамилия закрепилась в среде российских немцев или в дворянских родах немецкого происхождения, которые не русифицировали свою фамилию. Встречаются варианты написания Лимбах, Лимбахъ (до реформы орфографии) и, реже, Лимбахер, если фамилия образовывалась с помощью суффикса принадлежности.

В России фамилия Лимбах редкая. Её можно встретить в Поволжье, куда в XVIII–XIX веках массово переселялись немецкие колонисты. Среди известных носителей — обрусевшие дворяне и офицеры, например, генерал-майор Иван Фёдорович Лимбах, участник Наполеоновских войн. Но в основном фамилия осталась в крестьянской и мещанской среде немецких колоний.