Фамилия Темарцев — одна из тех, чья основа ускользает при поверхностном взгляде. Сразу бросается в глаза суффикс -ев, который в русской модели указывает на притяжательное значение («чей?» — сын Темарца). А вот с корнем «Темар-» начинается главная загадка.

Самая вероятная версия связывает фамилию с крестильным именем Темир (тюркское «железо»), которое в русской среде могло трансформироваться в Темар через аканье (безударное «и» перешло в «а»). В таком случае Темарцев — это потомок человека по имени Темар, сокращённой формы от Темир или Темирбек. Подобные имена были распространены в среде крещёных татар, башкир и других тюркских народов Поволжья, а также в казачьих областях, где тюркские и славянские традиции тесно переплелись.

Менее вероятно, но возможно, что в основе лежит прозвище Темарь или Темар. В русских говорах слово «темя» (макушка головы) могло дать прозвище «Темарь» — человеку с заметной лысиной или особой формой головы. Суффикс -ец в этом случае указывал бы на носителя признака: Темарь → Темарец → Темарцев. Однако такая модель образования для фамилий на -цев встречается реже, чем для отчеств от имён.

Географически фамилия тяготеет к югу России и Поволжью. В дореволюционных метрических книгах Темарцевы встречаются в Саратовской и Астраханской губерниях, а также среди уральских казаков. Это косвенно подтверждает тюркскую версию: именно в этих регионах активно шёл процесс русификации татарских и башкирских имён.

Фамилия не относится к числу дворянских — по сословной принадлежности предки Темарцевых были, скорее всего, государственными крестьянами или казаками. В написании возможны варианты Тимарцев (с сохранением исходного «и»), но в современном русском языке закрепилась форма через «е».