Фамилия Пустынин — один из тех случаев, когда первое, что приходит на ум (связь с пустыней), скорее всего, ошибочно. В русском языке слово «пустыня» — заимствование из церковнославянского, а корень у фамилии, судя по суффиксу, совершенно другой.

Модель образования здесь прозрачна: суффикс -ин указывает на принадлежность («чей?»). Основа — «Пустын(я)» или «Пустын(ь)». Но в качестве прозвища или имени чаще всего выступало не слово «пустыня» (безлюдное место), а «пустынь» — мужская форма, означавшая уединённый монастырь, скит или келью отшельника. Соответственно, Пустыниным могли называть человека, жившего при такой пустыни: либо монаха-отшельника, либо крестьянина, чей двор стоял рядом с монастырским скитом. Иногда так именовали и самого насельника пустыни — пустынника, но в фамилию чаще переходил топоним, а не прозвище по роду занятий.

Вторая, менее распространённая версия — от нецерковного имени Пустыня. В древнерусской антропонимии встречаются имена-обереги по принципу «от противного»: ребёнка называли Пустыней, чтобы он не был одинок и жил в достатке, а не в пустоте. Прямых подтверждений этому имени в актах XVI–XVII веков мало, но модель известна (ср. фамилии Голодный, Неупокой).

Географически фамилия тяготеет к северным и центральным областям России, где были распространены пустыни — небольшие мужские обители. В частности, в Вологодской и Архангельской губерниях «пустынью» называли не только монастырёк, но и отдельно стоящий хутор. Фамилия Пустынин могла закрепиться за крестьянином, переехавшим из такой местности.

Интересная деталь: если бы фамилия происходила напрямую от слова «пустыня» (с ударением на ы), она, скорее всего, звучала бы как Пустынёв или Пустынский. Форма на -ин чётко указывает на основу мужского рода — «пустынь». Так что предок нынешних Пустыниных, вероятно, жил не в песках, а рядом с лесным скитом или в одиноком хуторе, который в народе называли пустынью.