Фамилия Самотенкина — женская форма, а мужская, Самотенкин, образована с помощью типичного русского патронимического суффикса -ин. Этот суффикс указывает на принадлежность: «чей?» — Самотенкин, то есть сын или потомок человека по прозвищу Самотенка.

Корень здесь — «самотен-», который сразу отсылает к слову «самотёк». В русских говорах «самотёк» — это не только течение воды без русла, но и переносное: дело, пущенное на самотёк, бесконтрольное течение событий. Однако маловероятно, что прозвище дали за безалаберность. Скорее, основа — географический или гидрологический термин: «самотёк» называли ручей, вытекающий из болота, или застойную воду в низине. Человек мог получить прозвище Самотёня или Самотенка, если жил у такого ручья, на сырой низине, или, наоборот, отличался медлительностью, плавностью движений, напоминающей течение воды.

Суффикс -к- в основе (Самотен-к-а) — уменьшительно-ласкательный или пренебрежительный, типичный для неофициальных имён и прозвищ в XVI–XVII веках. Такая модель характерна для северных и центральных областей России, где фамилии на -ин особенно часты. Фамилия могла возникнуть в среде крестьян или посадских людей, где прозвища привязывали к месту жительства или характерной черте.

Встречаются однокоренные фамилии Самотёкин, Самотокин, Самотюк — они все восходят к тому же корню, но с разными суффиксами. Самотенкина стоит особняком именно из-за суффикса -енк-, который в прозвищах встречается реже, чем -ов или -ев, что делает фамилию локально более редкой.

Точных сведений о дворянском или купеческом происхождении Самотенкиных нет. Скорее всего, это фамилия из среды крестьян-однодворцев или мещан, закрепившаяся в XIX веке при переписях.