Фамилия Шамагин образована по самой распространённой в русском языке модели — с помощью патронимического суффикса -ин. Это значит, что в основе лежит прозвище или имя Шамага. Такой суффикс указывает на принадлежность: Шамагин буквально означал «сын Шамаги» или «человек из рода Шамаги».

Корень у фамилии тёмный и неочевидный, что делает её интересной для разбора. Самая прямая версия отсылает к диалектному слову «шамага». В северных и вологодских говорах так называли непоседливого, суетливого человека, а иногда — шалуна или проказника. В этом случае прозвище давали по характеру: вертлявый, беспокойный, тот, кто «шамается» — суетится без толку.

Есть и вторая, менее бытовая версия. В некоторых говорах «шамага» означала нечто мятое, скомканное, неопрятное. Тогда прозвище могло относиться к человеку неряшливого вида или к тому, кто носит измятую одежду. Однако первая версия — про непоседу — встречается в ономастических работах чаще и считается основной.

Иногда Шамагиных пытаются связать с тюркскими корнями, выводя фамилию от имени Шамах или Шамай. Это возможно, но менее вероятно: русская модель с суффиксом -ин и диалектная основа «шамага» дают более прямое и непротиворечивое объяснение. К тому же фамилия встречается преимущественно в северных и центральных областях России — там, где слово «шамага» было в ходу.

С точки зрения социальной истории, Шамагины — это, скорее всего, потомки крестьян или посадских людей. Фамилия недворянская, образовалась в среде, где прозвища давали по внешним чертам или поведению. В документах XVII–XVIII веков такие фамилии на -ин фиксировались у крестьян и горожан, а не у знати.

Ударение в фамилии стоит на втором слоге: Шама́гин. Вариант с ударением на первый слог встречается, но считается просторечным и менее правильным с точки зрения исторического произношения.