Фамилия Тамке — редкий случай, когда географический корень почти наверняка перевешивает антропонимический. В отличие от большинства русских фамилий на -ов или -ин, окончание -е выдает в ней немецкое или прибалтийское происхождение. Это не склоняемая форма, а фиксация исходного написания: Tamke или Tamcke.

Самый прямой путь к значению — через топонимику. В Восточной Пруссии (нынешняя Калининградская область и часть Польши) существовал населенный пункт Тамке (Tamke). Переселенцы, переехавшие в другие регионы Российской империи, часто получали фамилию по месту выхода. Таким образом, предок носителя фамилии Тамке мог быть выходцем из этой деревни — либо помещиком, владевшим землей, либо крестьянином, приписанным к этому месту.

Альтернативная версия — отыменная. В основе могло лежать нижненемецкое личное имя Tamme, сокращенная форма от Tammo (древневерхненемецкое «мыслитель» или «привычка»). В таком случае суффикс -ke — типичный для немецкой ономастики уменьшительный или патронимический формант, указывающий на «сына Тамме» или «маленького Тамме». Однако без документального подтверждения эта версия слабее топонимической: фамилий, образованных от названий деревень, в немецком языковом ареале значительно больше.

В России фамилия встречается в основном в регионах, куда в XVIII–XIX веках приглашали немецких колонистов: Поволжье, Санкт-Петербургская губерния, а также на юге Украины. Встречается и в среде остзейских немцев (современные Латвия и Эстония), где написание могло варьироваться: Тамке, Тамк, реже Тамкевич (полонизированный вариант). В советское время многие носители русифицировали окончание до Тамкин, но исходная форма сохранилась у тех, кто не менял документы.

Сословная принадлежность предков была разной: среди Тамке встречались и ремесленники (особенно в колониях), и лютеранские пасторы, и мелкие землевладельцы. Единого дворянского рода с этой фамилией не зафиксировано, но отдельные семьи могли входить в состав немецкого бюргерства.