Фамилия Стемпель — штучный случай в русском ономастиконе. В отличие от подавляющего большинства русских фамилий, образованных суффиксами -ов, -ин или -ский, она сохранила исходную иноязычную основу без русификации. Это прямое указание на то, что её носители — выходцы из немецкоязычных земель, и фамилия попала в Россию в готовом виде, а не возникла на русской почве.

В основе лежит немецкое слово Stempel — «печать», «штемпель», «клеймо». В среде немецких колонистов, которых в XVIII–XIX веках приглашали в Российскую империю (прежде всего в Поволжье, Причерноморье и под Петербургом), фамилия Стемпель могла быть профессиональным прозвищем. Человек, работавший с печатями — почтовый служащий, чиновник, мастер по изготовлению штампов, — получал такое прозвище, которое затем закреплялось за его потомками как фамилия. Второй, менее распространённый вариант: прозвище от глагола stampfen (топать, утрамбовывать) могло относиться к человеку с тяжёлой походкой, но это скорее народная этимология, чем документальная версия.

В русском языке фамилия не склоняется по падежам в мужском роде (Иван Стемпель, Ивана Стемпель), но женский вариант может оставаться неизменным (Анна Стемпель) или, в редких случаях, склоняться, если носительница настаивает на русской норме. Фамилия редкая, и её география в России связана с местами компактного проживания немецких колонистов: исторические области Самарской, Саратовской губерний, а также Санкт-Петербург и Москва, куда потомки переселялись в советское время.

По сословной принадлежности предки Стемпелей, скорее всего, относились к мещанам или крестьянам-колонистам, которых в Российской империи выделяли в отдельное сословие «колонистов» с особыми правами и обязанностями. Дворянских ветвей эта фамилия, в отличие от многих немецких баронских родов, не образует — это фамилия людей «от станка» или конторской работы.

В написании фамилии возможна вариативность: в дореволюционных документах встречается Штемпель (с буквой «ш» в начале), что ближе к немецкому произношению. Современное написание через «С» — результат либо канцелярской ошибки, либо сознательной адаптации к русской графике, где «штемпель» воспринимается как заимствованное слово.