Фамилия Мазембах — редкий случай в русском ономастиконе, и её происхождение почти наверняка не связано со славянскими корнями. Скорее всего, перед нами фамилия немецкого или еврейского (ашкеназского) происхождения, адаптированная на русской почве. Разберём её по составу.

Основа «Мазем-» может восходить к немецкому диалектному слову или к личному имени. Наиболее вероятная версия: это вариант фамилии Мазенбах (Mazenbach) или Мозенбах. В немецком языке «-bach» означает «ручей». Первая часть, «Mazen-», может быть искажением от «Mosen-» (от личного имени Мозес/Моисей) или от топонима — например, населённого пункта Мазенбах в земле Рейнланд-Пфальц. Таким образом, исходная фамилия могла означать «живущий у ручья Мазена» или «ручей Моисея». Второй вариант: если это еврейская фамилия, она могла образоваться от местечка или города, где проживала семья.

Ключевая особенность — конечное «-ах». В немецких фамилиях стандартное окончание — «-bach» (произносится как «бах»). В русском языке, при записи фамилии на слух или по документам, глухой звук «х» на конце остался, а безударное «а» в первом слоге могло замениться на «е» под влиянием акающего произношения. Поэтому исходное «Мазенбах» или «Мозенбах» превратилось в «Мазембах». Замена «н» на «м» перед губным «б» — типичное явление в живой речи (так же, как «лампа» из «лампада»).

По сословной принадлежности носители такой фамилии в Российской империи — скорее всего, мещане или купцы, реже — колонисты-ремесленники. Массового дворянского рода Мазембах не зафиксировано. Встречаемость фамилии крайне низкая, что подтверждает её локальное, возможно, единичное происхождение от конкретного переселенца.