Фамилия Шамсединова — женская форма от Шамсединов, а та, в свою очередь, — типичный пример фамилии, образованной от арабского составного имени. Корень здесь — «Шамс-ад-Дин» (شمس الدين), что переводится с арабского как «солнце веры» или «солнце религии». Имя это широко распространено в мусульманском мире, особенно у тюркских народов (татар, башкир, народов Кавказа и Средней Азии). Первая часть «шамс» означает «солнце», вторая — «дин» (вера, религия). Таким образом, имя давалось с пожеланием, чтобы человек стал светочем веры.

Фамилия образована по русской модели: к основе Шамседин добавлен патронимический суффикс -ов, что буквально означает «сын Шамседина». Затем к мужской форме добавлен суффикс -а, указывающий на принадлежность женщине. В русской канцелярской традиции XIX–XX веков фамилии мусульманских народов часто русифицировали именно так: брали имя отца или деда и прибавляли суффикс -ов/-ев, реже -ин. Поэтому Шамсединова — это не «дочь Шамседина» в прямом бытовом смысле, а фамилия, закреплённая за родом, основателем которого был человек с этим именем.

Географически фамилия Шамсединова встречается в основном в Татарстане, Башкортостане, а также в Азербайджане и среди кавказских народов. Встречаются варианты написания: Шамседдинова (с удвоенной «д» — более точная передача арабского написания) и реже Шамсидинова. Фамилия не относится к числу самых частых, но и не является редкой: она устойчиво фиксируется в метрических книгах конца XIX века, особенно в семьях мулл и сельских учителей, что косвенно указывает на образованный слой — носители имени «Солнце веры» нередко были связаны с духовенством или исламским образованием.

С точки зрения словообразования интересно, что фамилия сохранила полную форму исходного арабского имени без усечения. В русских фамилиях тюркского происхождения часто встречаются сокращённые варианты (например, Шамов от Шамсутдин), но Шамсединова — пример более полной передачи, что говорит о сравнительно поздней русификации или о письменной фиксации имени в исходном виде. В ономастических справочниках (например, у Б. Унбегауна) подобные фамилии рассматриваются как типичные для татарского дворянства и купечества, но документальных подтверждений принадлежности именно Шамсединовых к высшим сословиям нет — скорее, это фамилия сельской интеллигенции и духовенства.