Фамилия Штембелюк — редкий случай, когда географию происхождения можно определить почти безошибочно. Суффикс -ук (в белорусском и украинском произношении часто передаётся как -юк) однозначно указывает на западноукраинские или юго-западные белорусские земли. Такие фамилии массово формировались на Волыни, Подолье, в Галиции и на Полесье в XV–XVII веках, когда суффикс -ук/-юк стал главным маркером «сыновства»: Штембелюк — это «сын или потомок Штембеля».

Основа фамилии — прозвище Штембель. Его корень, скорее всего, немецкий. В южнонемецких диалектах Stempel или Stempel — «печать, штамп, клеймо» или «пестик, толкач» (от stampfen — «толочь»). В украинских говорах слово «штембель» (или «стемпель») закрепилось как название инструмента: штампа для клеймения, деревянного молотка, а иногда и грубого, тяжёлого человека. Второй вариант — от немецкого Stamm («ствол, основа, род»), но он менее убедителен, так как суффикс -ель (-bel) чаще образует названия орудий, чем лиц.

Таким образом, первый носитель фамилии получил прозвище Штембель по роду занятий: скорее всего, он был ремесленником, работавшим с клеймами или штампами — бондарем, кузнецом, сапожником, ставившим знак на изделие. В условиях цеховой организации ремесло нередко становилось наследственным прозвищем.

Интересная деталь: фамилия почти не встречается за пределами Западной Украины (Львовская, Тернопольская, Ивано-Франковская области) и прилегающих районов Польши. Это говорит о том, что она не прошла через активную миграцию на восток и сохранила локальную привязку. В отличие от массовых фамилий вроде Шевчук или Ковальчук, Штембелюк не «растворился» в крестьянской среде, а остался узкопрофессиональным именованием, скорее всего, мещанского или цехового происхождения.