Фамилия Самотесов — редкий пример, где прозвище, лёгшее в основу, не столько даёт характеристику человеку, сколько описывает его занятие. Корень здесь — «самотёк». В прямом смысле самотёк — это движение жидкости, воды, без насоса, самотеком. Но в русских говорах слово имело и переносное, ироничное значение: «самотёком» называли дело, которое идёт само собой, без контроля, а «самотёс» — человека, который действует не по правилам, своевольно, или того, кто живёт как придётся, не прилагая усилий.

Однако более вероятно, что фамилия связана не с характером, а с конкретным ремеслом. В северных и центральных губерниях России «самотёками» (или «самотоками») называли простейшие приспособления для подачи воды — например, деревянные желоба, по которым вода текла самотеком из родника. Человек, который делал такие желоба, чинил их или следил за водоснабжением, мог получить прозвище Самотёс. В этом случае суффикс -ов указывает на принадлежность: Самотесов — сын Самотёса, то есть потомок того самого мастера по водяным самотёкам.

Фамилия редкая, встречается в основном в Поволжье и на Урале, что косвенно подтверждает версию о ремесле: в регионах, где водоснабжение было проблемой, такие прозвища были уместны. Встречаются также варианты написания Самотеков и Самотоков, но Самотесов — самый частый. По модели образования это типичная патронимическая фамилия, но с необычной основой, которая не имеет отношения к личным именам или животным, а прямо указывает на бытовую деталь.