Фамилия Штамов — одна из тех, где корень не сразу бросается в глаза. Если убрать типичный русский суффикс -ов, остаётся основа «Штам». В русской ономастике она редкая, и её происхождение, скорее всего, связано с немецким заимствованием.

Слово «штамм» (от нем. Stamm) имеет несколько значений: «ствол», «племя», «род», а в биологии — «чистая линия», «штамм микроорганизмов». Однако прямое прозвище «Штам» в крестьянской среде маловероятно. Более правдоподобна версия, что фамилия образована от фамилии Штамм (Stamm) — довольно распространённой в немецкоязычных землях. В России её могли «обрусить», добавив окончание -ов, по модели перехода иностранных фамилий в русские (ср. Миллер → Миллеров, Шмидт → Шмидтов). Таким образом, Штамов — это потомок выходца из немецких колонистов или специалиста, приехавшего в Россию в XVIII–XIX веках.

Вторая, менее очевидная версия — связь с диалектным словом «штам» или «штампа». В некоторых южнорусских говорах так могли называть неуклюжего, тяжёлого на подъём человека, но это лишь гипотеза без надёжных словарных подтверждений. В пользу немецкого корня говорит и география: фамилия Штамов встречается в регионах, куда массово переселяли немцев (Поволжье, Новороссия, Сибирь), хотя со временем она могла распространиться шире.

Суффикс -ов указывает на модель «чей сын» или «чей потомок». Штамов буквально значит «сын Штамма». В сословном плане носители фамилии чаще всего были мещанами или крестьянами, реже — купцами, но точных данных о дворянстве нет. Фамилия остаётся редкой: по современным подсчётам, в России её носят не более нескольких сотен человек, и она не смешивается с более частыми однокоренными вариантами вроде Штамм (без суффикса) или Штамберг.