Фамилия Штромбаха — одна из тех, что сразу указывает на немецкое или еврейское (ашкеназское) происхождение, причём в варианте, который почти не изменился при переносе в русскоязычную среду. Она представляет собой транслитерацию немецкой фамилии Strombach, Strombach или Strambach. Ключевой элемент здесь — окончание -а, которое в русском языке часто добавляли к немецким фамилиям (сравните: Шиллер — Шиллера, Гёте — Гёте, но в бытовом произношении нередко «Шиллер» оставался без изменений, а вот «Штромбах» превратился в «Штромбаха» по аналогии с родительным падежом или просто как дань русской грамматике, склоняющей фамилии на согласный).

Основа фамилии — сложное слово. Первая часть, Strom, переводится с немецкого как «поток», «течение», «река». Вторая часть, Bach, означает «ручей». В сумме Strom-Bach — это «поток-ручей», что может быть топографическим прозвищем для человека, жившего у бурного или полноводного ручья, либо у слияния двух водных артерий. В немецкой ономастике такие фамилии на -bach (Бах, Рорбах, Ауэрбах) очень распространены и почти всегда указывают на место жительства.

Словообразовательная модель проста: это чистая основа, без суффиксов. Фамилия не прошла через русскую суффиксацию (-ов, -ин), поэтому она осталась «чужой» по форме, что редкость для массового заселения немцев в Россию. Обычно немецкие переселенцы получали русифицированные варианты вроде Штромбахов или Штромбахин, но здесь мы видим сохранение исходного звучания. Это говорит о том, что носители фамилии могли принадлежать к поздним волнам иммиграции (например, специалисты, приглашённые в XIX веке) или к семьям, которые долго держались обособленно и не смешивались с крестьянским населением, где фамилии быстро адаптировали.

Есть и менее вероятная, но возможная версия: фамилия могла возникнуть как прозвище от диалектного слова Stramb (нечто вроде «упрямый», «строптивый») с тем же Bach. Однако в этом случае написание через «о» (Strom) более характерно для литературного немецкого, а топографическое значение — самое надёжное и подтверждается массой аналогий. Встречается написание через одно «м» — Штробаха, но это, скорее всего, ошибка переписчиков или упрощение при произношении.

Географически фамилия тяготеет к западно- и южно-немецким землям (Баден-Вюртемберг, Бавария), где много топонимов с -bach. В России носители Штромбаха — это почти всегда потомки немецких колонистов Поволжья или Причерноморья, либо обрусевшие немцы из Прибалтики. Сословно — в основном мещане, ремесленники, реже купцы. Дворянских корней у фамилии нет, если только не было случайного пожалования, но документальных подтверждений этому нет.