Фамилия Молоткин образована от прозвища или нецерковного имени Молоток. В русской ономастике это довольно прозрачная модель: суффикс -ин указывает на принадлежность «сын Молотка» или «человек из семьи Молотка». В отличие от фамилий на -ов/-ев, которые чаще образовывались от названий профессий или отчеств с окончанием на согласный, суффикс -ин типичен для основ, оканчивающихся на -а, -я, но в случае с Молоткиным мы видим редкое исключение: основа «Молоток» дала форму «Молоткин» через усечение конечного -ок. Такая модель встречается реже, чем, скажем, Молотков, что делает фамилию более локальной и, возможно, поздней по происхождению.

Прозвище Молоток могли дать по разным причинам. Самая очевидная — профессиональная: кузнец, молотобоец, оружейник, то есть человек, работающий молотом. В среде ремесленников такие прозвища были распространены, но не всегда они переходили в фамилию напрямую. Иногда Молотком называли человека за упрямство, физическую силу или, наоборот, за резкость и «ударный» характер. В говорах слово «молоток» могло означать не только инструмент, но и бойкого, шумного парня. В этом смысле фамилия Молоткин стоит в одном ряду с такими фамилиями, как Топоркин, Ножкин, Крючкин — все они образованы от названий орудий труда, но с тем же редким суффиксальным переходом.

Географически фамилия Молоткин встречается в разных регионах, но заметна концентрация в центральных и северных областях России — там, где кузнечное дело было особенно развито, а также в среде крестьян, которые нередко получали фамилии по ремеслу, а не по имени отца. В документах XVII–XVIII веков могли фиксировать крестьян или посадских людей с прозвищем Молоток, но массово фамилия закрепилась уже после отмены крепостного права, когда бывшим крепостным давали фамилии по прозвищам.

Спорные версии, связывающие фамилию с тюркским или финно-угорским корнем, маловероятны: основа «молот» общеславянская, а суффикс -ин типичен именно для русской антропонимии. Правдоподобнее предположить, что Молоткины — потомки мастерового человека, чья работа или характер запомнились окружающим. В отличие от более частой фамилии Молотков, форма на -ин сохранила оттенок личного, а не родового прозвища.