Фамилия Штерлинг — один из тех случаев, когда прозвище перешло в наследственное имя почти без изменений, сохранив звучание исходного слова. В отличие от подавляющего большинства русских фамилий, образованных суффиксами -ов, -ев или -ин, Штерлинг стоит особняком: это чистая основа, без добавления типичных родовых окончаний. Такая модель встречается в основном у фамилий немецкого или еврейского происхождения, которые в XVIII–XIX веках фиксировались в документах в том виде, в каком их носил человек.

Основа фамилии — немецкое слово «Sterling» (исторически — «Störling»). В немецком языке так называли мелкую рыбу семейства осетровых, ту самую стерлядь. Слово родственно русскому «стерлядь» через общеиндоевропейский корень. Прозвище Штерлинг, таким образом, могло относиться к рыболову, торговцу рыбой или просто к человеку, которого за внешность или характер сравнивали с этой юркой, серебристой рыбой. В словарях немецких фамилий Штерлинг нередко относят к профессиональным прозвищам, указывающим на занятие предка.

Есть и вторая, менее очевидная версия. В средневековой Европе «стерлингом» (от староанглийского «steorling») называли серебряную монету определённой пробы — отсюда пошло и название британского фунта стерлингов. Если предок был менялой, ростовщиком или казначеем, прозвище Штерлинг могло закрепиться за ним как намёк на честность или, наоборот, на прижимистость. Однако эта версия менее вероятна для фамилии, бытовавшей в Российской империи: здесь она чаще всего фиксировалась именно у выходцев из немецких колоний и еврейских местечек, где рыбацкий промысел был распространён.

Географически фамилия Штерлинг встречается в основном в регионах бытования немецких диаспор: Поволжье, Причерноморье, Прибалтика, а также в западных губерниях. После эмиграции в XIX–XX веках носители фамилии расселились по всему миру. В России Штерлинги не были массовым дворянским родом — скорее, это фамилия мещан, ремесленников, купцов и аптекарей. Словообразовательная простота фамилии говорит о том, что она сложилась в среде, где фамилии давали по прозвищам, а не по отчеству или месту жительства.