Фамилия Штернбах — редкий для России случай, когда географическое прозвище не русифицировали, а оставили в исходном немецком виде. Её основа — сложное слово Sternbach, которое дословно переводится как «звёздный ручей» или «звёздный поток» (нем. Stern — звезда, Bach — ручей). Вряд ли речь идёт о каком-то поэтическом образе: в немецкой топонимике Sternbach — это название нескольких небольших рек и поселений, например, в Баварии и Австрии. Человек, получивший фамилию Штернбах, скорее всего, был выходцем из одного из таких мест — либо переехал оттуда в Российскую империю, либо его предки переселились во времена приглашения колонистов при Екатерине II.

Суффикса, типичного для русских фамилий, здесь нет: окончание -бах осталось немецким, а сама фамилия не менялась по русским словообразовательным моделям. Это указывает на то, что носители долго сохраняли национальную и языковую обособленность — характерно для поволжских немцев, прибалтийских бюргеров или остзейских дворян. В Российской империи фамилия Штернбах встречалась преимущественно в колониях Самарской и Саратовской губерний, а также среди немцев Санкт-Петербурга и Москвы, занятых ремёслами, торговлей или аптекарским делом.

Словообразовательная модель проста: топоним стал прозвищем, которое закрепилось как наследственное имя. Вариантов написания в старых документах немного — изредка писали Штернбахъ или Штэрнбах, но без типичных русских переделок вроде Штернбаков. Это говорит о том, что фамилия не прошла через крестьянскую адаптацию, а осталась «городской» и «немецкой» вплоть до XX века. В советское время многие носители русифицировали фамилию по звучанию, но исходная форма сохранилась у тех, кто не менял документы.

Единственный нюанс, который стоит оговорить: не путайте Штернбах с еврейскими фамилиями на -бах, образованными от идиша. Немецкое Sternbach — это именно топонимическая фамилия, а не указание на профессию или отчество. Если ваш предок носил эту фамилию, он почти наверняка происходил из немецких колонистов или переселенцев, а не из еврейской среды, где схожие фамилии (например, Штернберг) строились по другой модели.