Фамилия Штахова — женская форма, мужской вариант — Штахов. В основе лежит прозвище или нецерковное имя Штах. Скорее всего, оно восходит к немецкому слову Stach (от Stachel — «жало», «шип», «колючка») или к глаголу stechen («колоть», «жалить»). Так могли прозвать человека с острым языком, язвительного, либо, наоборот, колкого в прямом смысле — например, портного или того, кто работал с иглами и шипами. Есть и другая версия: в некоторых немецких диалектах Stach означало «кусок», «ломоть», и прозвище могло относиться к человеку плотного телосложения.

Фамилия образована по русской модели с суффиксом -ов (в женском роде -ова), который прибавляли к основе, чтобы указать на принадлежность: «чей?» — Штахов, то есть сын или потомок Штаха. Такая модель типична для фамилий, возникших в центральной и южной России, а также в среде, где активно шло взаимодействие с немецкими колонистами. Немецкие корни в русских фамилиях — не редкость: переселенцы из германских земель появлялись в России с XVII века, особенно при Екатерине II, и их прозвища нередко переходили в русские фамилии через отчество.

Географически фамилия Штахова встречается нечасто, но зафиксирована в нескольких регионах, в том числе на Кубани и в Поволжье — там, где в XVIII–XIX веках селились немецкие колонисты. Встречается и вариант Штах, без суффикса, что может указывать на более позднюю русификацию или на то, что фамилию записали в упрощённой форме.

С точки зрения словообразования фамилия Штахова стоит в одном ряду с такими, как Штихова, Шпилькина, Иголкина — все они так или иначе связаны с острыми предметами или колющими действиями. Но если «Иголкин» сразу отсылает к ремеслу, то «Штах» звучит как личное прозвище, а не профессиональное название. Это делает фамилию скорее «характерологической» — описывающей поведение или внешность предка, а не его занятие.

Встречаются и спорные трактовки: например, сближение с польским stach (от Stanisław — сокращение имени Стах). Но такое объяснение менее вероятно: в польской традиции форма «Стах» дала бы фамилию Стахов, а не Штахов. Твёрдое «Ш» в начале указывает именно на немецкий источник.