Фамилия Нойштайн — редкий для России случай, когда немецкая фамилия сохранилась в исходном написании, а не была русифицирована через суффикс. Её основа — немецкое «Neustein», что буквально означает «новый камень» (neu — новый, Stein — камень). В немецкой ономастике такие фамилии часто давали по месту жительства: либо человек жил у недавно поставленного каменного дома, либо в местности с названием Нойштайн (такие топонимы встречаются в землях Рейнланд-Пфальц и Бавария). Второй вариант — прозвище каменотёса или строителя, который работал с новым камнем, в отличие от старого, уже бывшего в деле.

Модель образования здесь бессуффиксная, что типично для немецких фамилий, но нетипично для русских. В России носители Нойштайн — это потомки немецких колонистов, переселившихся в XVIII–XIX веках по приглашению Екатерины II и Александра I. Основные регионы расселения таких семей — Поволжье (Саратовская, Самарская губернии), Новороссия и Закавказье. В метрических книгах лютеранских приходов фамилия встречается с конца XVIII века.

Интересная деталь: в некоторых документах XIX века фамилию могли записывать как Нейштейн или Нойштейн — это варианты транслитерации, но корень остаётся тем же. В отличие от многих немецких фамилий, Нойштайн не получил русского суффикса -ов или -ин, потому что носители долго сохраняли обособленность и немецкий язык в быту. Сейчас фамилия встречается в России, Украине и странах бывшего СССР, но остаётся малочисленной — носителей можно пересчитать по пальцам в каждом регионе.

Спорных версий происхождения практически нет: семантика прозрачна, а география чётко указывает на немецкое переселенческое прошлое. Если искать параллели, то в немецком языке есть фамилия Нойман (новый человек) — Нойштайн образована по той же модели, только с «камнем».