Фамилия Мартисов — редкий случай в русском ономастиконе, где западное звучание сталкивается с восточноевропейской моделью образования. Сразу бросается в глаза суффикс -ов, типичный для русских фамилий (указывает на принадлежность: «чей?» — Мартисов), но основа Мартис явно не славянская и не тюркская. Это подсказывает, что перед нами фамилия, возникшая на стыке культур.

Самая вероятная версия — происхождение от имени Мартис. Это краткая или народная форма христианского имени Мартин (от латинского Martius — «посвящённый Марсу», богу войны). В русской традиции имя Мартин давали редко, но в южных и западных регионах (Украина, Белоруссия, Польша) оно было более употребительно. Там же имя Мартин нередко сокращали до Мартис, Мартыс, Марцис. Фамилия Мартисов, таким образом, — «сын Мартиса», то есть потомок человека с таким именем или прозвищем.

Менее вероятная, но допустимая версия — связь с греческим именем Мартис (Μάρτης), которое в просторечии давали ребёнку, родившемуся в марте. В этом случае фамилия могла возникнуть в среде греческих переселенцев (например, в Приазовье или Новороссии), которые затем обрусели и оформили фамилию по русскому образцу.

Интересно, что фамилия Мартисов практически отсутствует в центральных и северных областях России, но встречается в Ростовской области, Краснодарском крае и в Крыму. Это косвенно подтверждает версию о южном или греческом следе. Также есть единичные носители в Армении (где Мартис — уменьшительное от Мартирос, «мученик»), но там фамилия обычно писалась бы как Мартисян или Мартиросян, так что русское окончание -ов указывает на адаптацию в русскоязычной среде.

Таким образом, предки носителей фамилии Мартисов, скорее всего, были выходцами из южных регионов Российской империи — возможно, обрусевшими греками, украинцами или поляками, принявшими русскую фамильную форму. Род занятий по фамилии не определяется — в основе лежит личное имя, а не профессия.