Фамилия Самодий — редкий случай, когда в основе лежит не имя, не профессия и не географическое название, а этноним. Самодийцами (устаревшее название — самоеды) в науке называют группу народов, в которую входят ненцы, энцы, нганасаны и селькупы. Прямое прозвище «Самодий» мог получить человек, принадлежавший к одному из этих народов, либо тот, кто жил с ними по соседству или торговал в Заполярье. В русских говорах слово «самоедь» иногда использовали как обобщающее, не всегда точное, прозвище для всех кочевых оленеводов севера.

Словообразовательная модель простая, но нетипичная для русских фамилий. Суффикс -ий здесь не фамильный (как в фамилиях типа Долгий или Рыжий), а скорее адъективный, застывший в форме прилагательного. По сути, это субстантивированное прилагательное «самодий» — то есть «человек из народа самодийцев». В русской ономастике такие образования встречаются редко, обычно они фиксируются у фамилий, произведённых от названий народов: Чуваш, Карел, Мордвин. Но Самодий — не просто прозвище, а именно этноним, который в XIX — начале XX века мог быть официально записан как фамилия при переписях на Крайнем Севере.

Исторически фамилия могла возникнуть в Архангельской губернии, на Ямале или в Тобольском севере — там, где русские поморы и казаки контактировали с ненцами. Не исключено, что носитель фамилии был обрусевшим представителем самодийского народа или, наоборот, русским, получившим такое прозвище за долгую жизнь среди «самоедов». Второй вариант менее вероятен: прозвища по национальности обычно давали «чужакам», а не своим. Поэтому правдоподобнее версия, что Самодий — это русифицированная фамилия человека, чьи предки идентифицировали себя через принадлежность к самодийской языковой группе.

В современных справочниках фамилия почти не встречается. Она отсутствует в массовых списках распространённых русских фамилий, что говорит о её крайней редкости. Возможно, часть носителей сменила фамилию в советское время на более привычную русскую, а часть — живёт в труднодоступных районах, где фамилии фиксируются нерегулярно. Для этимолога Самодий — ценный пример того, как этническая принадлежность становилась основой для личного имени, а затем и фамилии, минуя привычные суффиксы -ов и -ин.