Фамилия Самотугин — редкий пример того, как в основе фамилии лежит не имя, не профессия и не географическое название, а внутреннее качество или привычка человека. Её ядро — глагол «тужить» в значении «горевать, печалиться, тужить». Приставка «само-» указывает на направленность действия на себя. То есть Самотуга — это человек, который сам себя печалит, склонный к унынию, самоедству, постоянной внутренней тревоге. Прозвище давалось не в обиду, а как констатация: так могли назвать меланхоличного, задумчивого или постоянно чем-то недовольного человека.

Словообразовательная модель здесь необычна. Суффикс «-ин» в фамилии Самотугин указывает на принадлежность: «чей?» — сын Самотуги. Обычно такие фамилии образуются от имён или прозвищ на -а/-я (Самотуга → Самотугин). В русской ономастике это типичная патронимическая модель, но основа «Самотуга» — чисто прозвищная, а не календарная. Подобные образования (Самолюбов, Самодуров, Самоквасов) встречаются нечасто и всегда привлекали внимание исследователей как отражение народной психологии.

По географии фамилия тяготеет к центральным и северным регионам России. Встречается в Вологодской, Костромской, Кировской областях, реже — на Урале. Это зона бытования прозвищ с корнем «туг(а)» (тужить, туга — печаль). В писцовых книгах XVI–XVII веков фиксируются прозвища Самотуга и Самотужка, но не как частые. В словаре Б. Унбегауна «Русские фамилии» подобные модели разбираются в разделе прозвищных фамилий от глагольных основ, однако сам пример Самотугин не приводится — фамилия действительно малотиражная.

Есть и вторая, менее вероятная версия: от слова «тугой» в значении «туго натянутый, упругий». Тогда Самотуга — человек, который сам себя напрягает, «тужит» (в диалектах — тянет, натуживается). Но эта гипотеза слабее, потому что форма «тужить» в значении «горевать» в русских говорах гораздо распространённее, а приставка «само-» именно в этом контексте образует устойчивые прозвища (самоед, самодур, самокрут). К тому же в говорах «самотуга» — это и есть «сам себя печалящий», а не «самонатягивающийся».

Социально фамилия не даёт однозначной подсказки. Носитель прозвища Самотуга мог быть и крестьянином, и посадским человеком, и даже священником (в среде духовенства прозвища с моральной оценкой тоже давали). Но по модели образования — это стопроцентная прозвищная фамилия, а не искусственная семинарская, что указывает на древнее, допетровское происхождение.