Фамилия Шематинова — женская форма, а её основа, мужская фамилия Шематинов, относится к довольно редкому типу. Вместо привычных суффиксов -ов или -ин здесь мы видим суффикс -ин-ов, который встречается в основном в фамилиях, образованных от прозвищ или имён, оканчивающихся на -а или -я. Такой двойной суффикс часто указывает на то, что исходное прозвище было неканоническим, народным, и его адаптировали под стандартную модель русских фамилий уже в позднее время, в XVII–XVIII веках.

Корень «шемат-» скорее всего восходит к тюркскому или татарскому слову «шема» (или «шемат»), которое в разных диалектах означало «позор», «стыд», «срам». В русских говорах и в ономастике это могло закрепиться как прозвище Шемат — так могли назвать человека, который часто краснел, стеснялся, или, наоборот, того, кто навлекал позор на других (например, скандалиста). Встречается и другая версия: от тюркского «шема» — «знак», «метка», но для фамилии такая этимология менее вероятна, так как прозвище Шемат в исторических документах чаще фиксируется именно с негативным оттенком.

В русских переписных книгах XVII века упоминаются крестьяне с прозвищем Шемат в южных уездах России (например, в Тамбовской и Рязанской губерниях). Оттуда и пошла фамилия Шематинов — как обозначение потомков этого человека. Суффикс -ов в мужской форме указывает на принадлежность: «чей?» — «Шематинов», то есть сын Шемата. Двойной суффикс -ин-ов мог возникнуть из-за того, что исходное прозвище Шемат воспринималось как имя на -а (ср. Шемата), и фамилию сначала пытались образовать через -ин (Шематин), но потом переделали по более массовой модели — с -ов.

Таким образом, носитель фамилии Шематинова — потомок человека по прозвищу Шемат, жившего, скорее всего, в центрально-чернозёмной полосе России. Это не дворянская, а крестьянская или посадская фамилия, и её редкость говорит о том, что род был локальным, не разошедшимся широко по стране.