Фамилия Штремберг — редкий для России случай немецкой фамилии, сохранившей исходное написание и звучание. Она образована по типичной для немецкого языка модели сложения двух основ: «Штрем» и «берг». Первая часть, скорее всего, восходит к немецкому слову «Strom» (поток, течение) или диалектному варианту с перегласовкой — «Ström». Вторая часть — «Berg» (гора). Таким образом, в основе фамилии лежит топоним, означающий «гора у потока» или «гора, омываемая потоком». Это характерно для немецких фамилий, произошедших от названия места жительства: так могли назвать человека, чей дом стоял на холме возле реки или ручья.

В отличие от большинства фамилий, попавших в Россию с немецкими колонистами в XVIII–XIX веках, Штремберг не обрусела и не получила типичных славянских суффиксов (-ов, -ев, -ин). Это указывает на то, что её носители, вероятно, долгое время сохраняли немецкую идентичность, либо фамилия была записана в документах уже в сложившемся виде без адаптации. В немецкой ономастике фамилия Штремберг встречается в первую очередь в северных землях — Нижней Саксонии, Шлезвиг-Гольштейне, Мекленбурге, где много рек и холмистый ландшафт, что подтверждает географическую логику названия.

С точки зрения словообразовательной модели, это «чистая» немецкая фамилия без уменьшительных или патронимических суффиксов. Она относится к разряду так называемых «хауснамен» (домовых имён) или «герортснамен» (фамилий по месту происхождения). В России эта фамилия крайне малочисленна и встречается в основном в городах, куда в разное время переезжали специалисты из Германии — инженеры, врачи, учёные. Спорных версий происхождения у Штремберг практически нет: прозрачная германская этимология и отсутствие славянских корней исключают путаницу с иными языковыми традициями.