Фамилия Шамтова образована от мужского прозвища или имени Шамт. Значение этой основы — один из самых сложных вопросов, потому что она может восходить к разным языковым источникам.

Самая вероятная версия — тюркское происхождение. В тюркских языках корень «шам» часто связан со словом «свеча» (от персидского «шам»). Прозвище Шамт могли дать человеку с очень светлыми волосами, бледной кожей или, напротив, с горячим, «пламенным» нравом. Вторая версия — от арабского имени Шамс (солнце), которое в разговорной речи могло сократиться до Шамт. Третья, менее вероятная, — от тюркского глагола со значением «ломать, крушить», но для прозвища это слишком грубо и редко.

Суффикс -ов- в фамилии указывает на типичную русскую модель образования от отчества: «чей?» — Шамтов. Шамтова — женская форма. Фамилия закрепилась в среде крестьян и посадских людей, где такие отчества стали наследственными в XVII–XIX веках. В дворянской среде эта фамилия не зафиксирована.

Географически фамилия Шамтовых тяготеет к Поволжью и Предуралью — регионам активного русско-тюркского пограничья. Встречается у русских, татар, чувашей и башкир, что подтверждает её тюркский след. В XIX веке носители фамилии записаны в Симбирской, Самарской и Оренбургской губерниях.

Редкая деталь: ударение в фамилии плавающее. В русской среде чаще говорят Ша́мтова, но в татарской — Шамто́ва, что сохраняет исходное ударение тюркского слова. В дореволюционных метрических книгах изредка встречается написание «Шамтовъ», без варианта с «а» в корне.