Фамилия Маркобрун — редкая и составная, её происхождение почти наверняка указывает на немецкие или еврейские (ашкеназские) корни. Она сложена из двух частей: «Марко» и «брун». Первая часть восходит к личному имени Марк (от лат. Marcus — «молоток» или посвящённый богу Марсу). Вторая часть, «брун», с немецкого переводится как «ручей» или «источник» (der Brunn/Brunnen). Вместе фамилия может означать либо «Марков ручей» (топографическое прозвище по месту жительства у ручья, принадлежавшего человеку по имени Марк), либо «ручей Марко» как прозвище владельца или жителя.

Словообразовательная модель здесь не типична для славянских фамилий: нет суффиксов -ов/-ев, -ин или -ский. Сложение двух основ без соединительной гласной (Марко-брун) характерно для немецкой ономастики, где нередки фамилии вроде Браунбек, Ротбрун или Зальцбрун. В русском языке такая форма — калька или прямой перенос. Встречается она в основном у потомков немецких колонистов, переселившихся в Российскую империю в XVIII–XIX веках, или у еврейских семей, получивших фамилии при переходе на немецкий язык в Австро-Венгрии и Германии.

Другая, менее вероятная версия — что «брун» это искажённое славянское «брон» (броня) или «брун» (от идиш «брун» — коричневый). Но тогда фамилия звучала бы как Маркоброн или Маркобрунн с двойной «н» в немецком написании. На письме встречаются варианты Маркобрунн, Маркобрун, Марко-Брун. Устойчивой географической привязки нет, но носители тяготеют к регионам бывшего немецкого присутствия: Поволжье, Причерноморье, Прибалтика, а также к крупным городам с еврейскими общинами.

По сути, Маркобрун — фамилия-«гибрид», которая встала в один ряд с такими же составными, как Цукерман, Вайнштейн или Гольдберг, но с более прозрачной топографической основой. Предок носителя мог владеть участком у ручья, названного в честь Марка, или же просто жил у источника, который местные прозвали «Марков».