Фамилия Шиметлян — редкий пример, который выбивается из привычного ряда русских фамилий на -ов, -ин или -ский. Её окончание -ян сразу выдаёт армянское происхождение: по такой модели в Армении и в армянской диаспоре образовывали фамилии, указывающие на принадлежность к роду или местности. В русском языке она не переоформлялась, поэтому сохранила исходное звучание.

Основа фамилии — Шимет. Скорее всего, это вариант армянского имени или прозвища. Наиболее правдоподобная версия отсылает к армянскому слову «шимет» (Շիմեթ), которое в диалектах может означать «смирный», «тихий» или «скромный». В таком случае прозвище Шимет дали человеку с покладистым характером, а потом оно закрепилось за его потомками как фамилия. Менее вероятна связь с топонимом: в исторической Армении существовали селения с похожими корнями, но конкретного населённого пункта Шимет или Шиметян в доступных источниках не зафиксировано.

Суффикс -ян — это патронимический показатель, аналог русского -ов/-ев. В армянском языке он означает «из рода такого-то» или «принадлежащий». То есть Шиметлян буквально переводится как «из рода Шимета». Форма с «л» перед суффиксом (Шимет-л-ян) встречается реже, чем обычное Шиметян, и может быть следствием диалектного произношения или влияния турецкого или курдского языков, где вставной «л» иногда появляется при адаптации имён.

Фамилия не типична для центральных областей России. Её носители — выходцы из Западной Армении или регионов, граничащих с Турцией и Ираном. В Российской империи такие фамилии фиксировались в Закавказье, а в советское время — в городах, куда армяне переселялись после геноцида 1915 года. Сегодня Шиметлян — одна из тех фамилий, по которой можно угадать не только национальность, но и примерный ареал исхода предков: скорее всего, область Вана или Муша.

В русском написании фамилия устойчива, но в армянской передаче возможны варианты: Շիմեթլյան или Շիմեթյան. Разница в одну букву не меняет ни смысла, ни происхождения.