Фамилия Штельцер — немецкая по происхождению, и её разбор сразу даёт ясную картину: это не переделанное на русский лад имя, а прямая транслитерация немецкой фамилии Stelzer. В основе лежит средневерхненемецкое слово stelzer — «тот, кто ходит на ходулях» или, в переносном смысле, «хромой, прихрамывающий человек». Так могли прозвать человека с заметной хромотой или того, кто по роду занятий пользовался ходулями, — например, пастуха на болотистой местности или уличного артиста.

Модель образования проста: немецкий суффикс -er, как и в русском языке, указывает на деятеля или носителя признака. Поэтому Stelzer — это не «принадлежащий Штельцу», а сам «хромой» или «ходулечник». В немецкой ономастике фамилия зафиксирована с XIV века, особенно в Баварии, Саксонии и Тюрингии. В Россию она попала с волнами немецких переселенцев — чаще всего в XVIII–XIX веках, когда по приглашению Екатерины II и её преемников немцы осваивали Поволжье, Новороссию и Причерноморье.

На русской почве фамилия сохранила исходное написание, но произношение адаптировалось: ударение, скорее всего, падает на первый слог — Штéльцер, хотя в немецком оригинале оно тоже на первом. Встречаются варианты Штельцер, Штельц, а также русифицированные формы вроде Штельцев, но они редки. С точки зрения сословной принадлежности Штельцеры — не дворянский род (хотя отдельные носители могли получить личное дворянство за заслуги), а преимущественно городские ремесленники, крестьяне-колонисты или, позже, мещане.

Если сравнивать с однокоренными немецкими фамилиями, то Stelzer стоит в одном ряду с Stelzner (тот же корень, но с другим суффиксом) и Stelzmann («человек с ходулями»). В русском контексте фамилия не имеет славянских аналогов, но по смыслу близка русскому прозвищу Хромой, от которого образованы Хромов и Хромченко. Так что Штельцер — редкий для России пример, когда фамилия не обрусела морфологически, а осталась точной копией немецкого оригинала, неся в себе прозрачную, хоть и не всегда приятную, характеристику предка.