Фамилия Смолткова образована от мужской формы Смолтков. Судя по модели, это типичная «патронимическая» фамилия, то есть указывающая на отца: Смолтков — сын Смолтка. Само же прозвище Смолоток — редкое и неочевидное. В основе, скорее всего, лежит слово «смолоток» — так в некоторых северных и сибирских говорах называли небольшой молоток или колотушку (от глагола «смолотить», то есть сбить, сколотить). Прозвище могли дать плотнику, бондарю или мастеровому, работающему с деревянными изделиями, — человеку, который «смолотком» обходился.

Менее вероятна, но возможна связь с диалектным «смолоток» — кислое, скисшее молоко (ср. «смолокнуть»). В таком случае прозвище носило бы ироничный или «обережный» характер, описывая не сам продукт, а, например, внешность или характер человека. Однако, учитывая, что суффикс -ок в прозвищах чаще указывает на орудие труда, первая версия выглядит убедительнее.

Фамилия Смолтков/Смолткова — редкая и географически привязанная. Основной ареал её бытования — северо-западные области России (Псковская, Новгородская, Ленинградская области), а также Поволжье (Ульяновская область). За пределами России встречается единично. Это позволяет предположить, что родоначальники фамилии были выходцами из новгородских или псковских земель, где диалектная лексика была особенно богата.

Суффикс -ов в фамилии указывает на принадлежность к «великорусской» модели образования, распространённой в центральных и северных областях. В отличие от украинских или белорусских фамилий на -ко, здесь чётко видна русская патронимическая традиция. О сословной принадлежности Смолтковых судить сложно: фамилия не дворянская и не купеческая, скорее всего, предки были крестьянами или ремесленниками — теми, кто работал руками и чьё прозвище запомнили по инструменту.