Фамилия Мартя — редкий случай в русской ономастике, где фамилия не попала под стандартные суффиксы -ов, -ин или -ский. Она застыла в краткой, почти неизменной форме, что сразу указывает на её возможное нерусское происхождение или на очень позднее оформление.

Скорее всего, основа фамилии — личное имя Мартя. Это одна из народных, разговорных форм канонического имени Мартин (от латинского Martinus — «посвящённый Марсу» или «воинственный»). В русских говорах имя Мартин часто сокращали до Мартя, Мартян или Мартюха. В таком случае фамилия Мартя — это простое прозвище или уличное имя, которое закрепилось за человеком без добавления суффикса. Подобная модель встречается у фамилий, образованных от кратких форм имён: Вася, Петя, Коля, но в окончательном виде они редко переходили в официальную фамилию без суффикса.

Есть и вторая, менее вероятная гипотеза. Фамилия могла возникнуть из прозвища, связанного с месяцем мартом. В старину «мартя» или «мартюк» могли назвать человека, родившегося в марте, или того, кто отличался переменчивым, «мартовским» нравом. Однако такое прозвище скорее дало бы фамилию Мартюков или Мартинов, а не чистую форму Мартя.

Географически фамилия Мартя встречается крайне редко. Основные очаги — западные регионы России (Брянская, Смоленская области) и Украина, где была сильна традиция польского и украинского именослова. В польском языке имя Marcin (Марцин) давало формы Marcja, Marcia, что фонетически очень близко к русскому «Мартя». Поэтому не исключено, что фамилия Мартя — это украинизированная или полонизированная версия, попавшая в русскую среду.

С точки зрения словообразования, фамилия Мартя стоит особняком. Она не даёт подсказок о сословии предка — такую фамилию мог получить и крестьянин, и мещанин. Единственное, что можно сказать с уверенностью: предок носителя фамилии, скорее всего, не был потомственным дворянином, так как дворянские фамилии в России почти всегда оформлялись суффиксами. Мартя — это фамилия-прозвище, сохранившаяся в первозданном виде, что делает её своеобразным лингвистическим артефактом.