Фамилия Самотесова — женская форма фамилии Самотесов, а та, в свою очередь, образована от прозвища Самотес. Слово «самотёс» в русских говорах имело несколько значений, но все они связаны с действием — тесать, обтёсывать что-то самостоятельно, без чужой помощи. В основе лежит корень «тес» (тесать топором, выравнивать дерево) и частица «само-», указывающая на самостоятельность.

Самое прямое значение прозвища — человек, который сам себе хозяин в плотницком деле, не наёмный работник, а «самотёс», то есть работающий на себя. В северных и сибирских говорах самотёсом называли и вольного, независимого человека, который не приписан к общине и живёт своим умом. В этом смысле прозвище могло нести оттенок уважения или, наоборот, насмешки — в зависимости от контекста: «самотёс» звучало и как «своевольный, упрямый».

Другая, менее распространённая версия связывает фамилию с диалектным «самотёс» в значении «лес, выросший самосевом» — то есть не посаженный человеком. В таком случае прозвище могли дать тому, кто жил в глухом лесу, на отшибе, или владел таким участком. Но это скорее народная этимология: фамилии от названий деревьев и леса обычно образуются иначе (Соснов, Берёзкин).

Модель образования — типичная для русских фамилий на -ов/-ев, которые в женском роде получают окончание -а. Суффикс -ов указывает на принадлежность: Самотесов — сын Самотеса. Встречается и вариант Самотесов без изменения ударения, но в женской форме ударение почти всегда падает на второй слог: Самотéсова.

Фамилия редкая, не входит в сотни самых распространённых. Географически чаще всего встречается на Урале и в Западной Сибири — в областях, где было развито лесное хозяйство и плотницкое ремесло. В документах XVIII–XIX веков носители фамилии — преимущественно государственные крестьяне и мастеровые люди. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано.