Фамилия Штуков — редкий случай, когда прозвище перешло в фамилию почти без искажения, и её значение лежит на поверхности. В основе лежит немецкое слово «Stück» или его русская переделка «штука». Однако прямой смысл «предмет, единица счёта» здесь не работает. Чаще всего так называли человека, имевшего отношение к крупным «штукам» — так в некоторых русских говорах и в просторечии называли пушки и артиллерийские орудия. Прозвище Штук мог получить пушкарь, литейщик или солдат артиллерийского полка.

Менее распространённая, но возможная версия связывает фамилию с южно- и западногерманскими диалектами, где «Stuck» означало «кусок, ломоть». В этом случае прозвище могло относиться к человеку плотного телосложения или, напротив, к тому, кто торговал товаром поштучно. Однако для русской почвы артиллерийская версия выглядит убедительнее — она лучше объясняет, почему прозвище вообще закрепилось.

Фамилия образована по стандартной модели: основа «Штук» + патронимический суффикс «-ов», указывающий на принадлежность («сын Штука»). Суффикс «-ов» типичен для русских фамилий, возникших в среде служилых людей и крестьянства, что косвенно подтверждает версию о военном или ремесленном происхождении.

Географически фамилия Штуков встречается нечасто, но заметна в центральных областях России и в Поволжье. В отличие от немецких фамилий на «-ов» (например, Фёдоров или Иванов), Штуков не имеет прямого аналога в немецком языке — там существовала бы форма «Штук» без суффикса. Это лишний раз доказывает, что фамилия родилась уже на русской земле, когда прозвище оформили по местным словообразовательным правилам.

Корень «штук» дал и другие однокоренные фамилии — Штукин, Штучкин, но они ещё более редки и могли возникнуть независимо от разных значений слова. Штуков же стоит особняком: его основа не ласкательная и не уменьшительная, а предметная, почти профессиональная.