Фамилия Шемалина, скорее всего, женская форма от Шемалин, а та, в свою очередь, образована от прозвища или имени Шемаля. Основа здесь — тюркский корень «шем», который в разных диалектах означает «свеча», «светильник» или «факел». В татарском и башкирском языках «шәм» (şäm) — это именно свеча. Следовательно, прозвище Шемаля могли дать человеку за профессию (свечник, изготовитель светильников) или за внешность — высокому, стройному, «горящему» энергией.

Суффикс «-ин» указывает на принадлежность: Шемалин — «сын или потомок Шемали». Это типичная русская модель образования фамилий от прозвищ, оканчивающихся на -а, -я. Встречаются и варианты с другим ударением: Шемáлин (от имени Шемал) или Шемалúн (от тюркского «шемал» — север, северный ветер). Последняя версия менее вероятна, но не исключена: так могли прозвать человека с суровым, «северным» нравом или пришедшего с севера.

Географически фамилия тяготеет к регионам с сильным татарским и башкирским влиянием — Поволжье, Урал, Западная Сибирь. Встречается она и среди русских, и среди крещёных татар (кряшенов). История написания могла колебаться: в документах XVIII—XIX веков нередко писали «Шемалинъ» с твёрдым знаком, а в устной речи фамилию могли произносить с ударением на второй слог, что сбивало с толку писцов.

Таким образом, предки носителей фамилии Шемалина — люди, получившие прозвище, связанное либо с ремеслом (свечник, торговец светильниками), либо с яркой, заметной внешностью. Сословно это могли быть как крестьяне, так и мещане — фамилия не несёт дворянского оттенка и не встречается в родословных книгах древних родов.