Фамилия Мартуза — редкий случай, когда прозвище или имя не обрастало типичными русскими суффиксами -ов, -ин или -ский. Она застыла в исходной форме, что сразу указывает на её позднее происхождение или на иноязычную среду бытования. Скорее всего, перед нами не великорусская фамилия в привычном понимании, а записанная на слух фамилия из пограничных регионов — украинского, белорусского или молдавского пограничья, где фамилии без суффикса встречаются чаще.

Корень «мартуз» имеет сразу несколько возможных объяснений. Самое прозрачное — связь с месяцем мартом. В южнорусских и украинских говорах «мартузом» или «мартусом» могли называть ребёнка, родившегося в марте, или человека с переменчивым, «мартовским» характером — капризным, неустойчивым. Вторая версия ведёт к тюркским языкам: в некоторых диалектах «мартуз» — искажённое «муртуз», что могло означать «усатый» или «носящий усы» (от «мурт» — ус). Учитывая, что прозвища по внешним приметам были распространены повсеместно, эта гипотеза не лишена оснований.

Менее вероятна, но возможна связь с греческим именем Март (или Мартий) через уменьшительную форму. В таком случае Мартуза — это «маленький Март», то есть потомок человека по имени Март. Однако греческие корни в крестьянской среде центральной России редки, а вот в южных губерниях, где жили греческие переселенцы, или в Приазовье — вполне реальны.

Суффикса -уза в русском словообразовании почти нет, поэтому фамилия Мартуза не имеет аналогов среди массовых русских фамилий. Она стоит особняком, и это её главная особенность. Носители такой фамилии — скорее всего, выходцы из Черниговской, Полтавской или Херсонской губерний, где фамилии без окончаний фиксировались в ревизских сказках XIX века. Искать родственников стоит не по центральным областям России, а по юго-западу бывшей Российской империи.