Фамилия Шематонова — женская форма, а её мужской вариант — Шематонов. В центре внимания здесь не суффикс, а основа, которая звучит непривычно для русского уха. В русских фамилиях редко встречается корень «шемат-», поэтому разумнее всего искать его в тюркских или кавказских языках.

Наиболее вероятная версия: в основе лежит тюркское слово «шемат» или близкое к нему. В тюркских наречиях «шемат» может означать «хитрый», «лукавый», «плут». Прозвище Шемат — типичный пример «охранительного» или характеризующего имени: так могли назвать человека не в обиду, а чтобы сглаз отвести, или же за действительную сметливость и изворотливость. В старину подобные прозвища были обычным делом, и они легко переходили в фамилии.

Менее вероятная, но возможная версия — топонимическая. В Поволжье и Приуралье есть несколько небольших речек и урочищ с названием «Шемат» или «Шематка». В таком случае фамилия Шематонов могла означать выходца с этих мест — человека, который жил на реке Шемат. Однако эта версия слабее: прозвищные фамилии в этой среде встречаются гораздо чаще, чем топонимические.

Фамилия Шематонов — редкая. Она почти не встречается в центральной России, но имеет заметную привязку к регионам с сильным тюркским влиянием: Татарстан, Башкортостан, Оренбургская область. Это косвенно подтверждает тюркское происхождение основы. Суффикс «-ов» стандартно указывает на принадлежность: «чей?» — Шематонов, то есть сын или потомок Шемата.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями, то бросается в глаза, что Шематонов стоит в одном ряду с такими как Шематов, Шемаев, Шеманов. Все они, скорее всего, восходят к одному и тому же прозвищу, но с разными словообразовательными моделями. Вариант с «-он-ов» (Шематонов) встречается реже, чем простая форма Шематов, и это делает его более локальным и специфичным.