Фамилия Шахтемир — одна из тех, что не вписывается в привычные славянские модели и сразу выдает восточные корни. Её основа — прозрачный тюркский или иранский композит, где первая часть «шах» означает «царь, правитель, господин», а вторая — «темир» (железо). В сумме получается «железный правитель» или «царь-железо» — прозвище, которое могли дать человеку несгибаемого, твердого характера, либо воину, либо кузнецу, чье ремесло ассоциировалось с железом.

Слово «темир» — общетюркское (ср. казахское, киргизское, татарское «тимер», турецкое «demir»), и в сочетании с «шах» оно образует имя-оберег или титул, известное у многих народов Кавказа, Поволжья и Средней Азии. Встречаются варианты Шахтимер, Шахтемер, а в осетинском языке, где «темир» тоже означает «железо», фамилия могла закрепиться через иранское влияние.

Суффикс в фамилии нулевой — это не типичное русское окончание -ов или -ин, а прямая фиксация тюркского имени без добавления патронимического форманта. Такое оформление характерно для фамилий, которые возникли не в крестьянской среде Центральной России, а на южных и восточных окраинах империи: у горских евреев, крымских татар, кумыков, ногайцев, а также у народов Северного Кавказа. Скорее всего, носитель фамилии получил её как родовое имя по предку, которого звали Шахтемир, и в документах она закрепилась в исходной форме без русификации.

Географически фамилия Шахтемир редкая, но встречается в Дагестане, Чечне, среди азербайджанцев и в среде татар-мишарей. Встречаются также упоминания в среде горских евреев, где имена с компонентом «шах» были распространены. Социальный контекст: носители такого имени в прошлом могли принадлежать к военной знати или быть уважаемыми ремесленниками, но со временем фамилия стала просто родовым обозначением, утратив титульный оттенок. Споров о происхождении почти нет — тюркская основа очевидна, хотя возможна иранская параллель (в персидском «шах» + «темир» как заимствование).