Фамилия Темчин — компактная и довольно редкая. Её основа, скорее всего, связана с древним еврейским именем Тема, которое в сокращённой форме звучало как Тем. Полное имя Тема (или Темах) встречается в библейской родословной (Бытие 25:15), а его носители относились к арабскому племени, но в ашкеназской среде имя бытовало как память о предке. К основе Тем- добавился уменьшительно-ласкательный суффикс -чик, который в восточноевропейском произношении часто переходил в -чин. Так появилось прозвище Темчин («маленький Тема» или «сын Темы»), закрепившееся как фамилия.

Суффикс -ин указывает на принадлежность: Темчин буквально значит «чей?» — из рода Темы. Такая модель типична для русских фамилий, но в данном случае она наложилась на ивритский корень. Фамилия почти не встречается в центральной России — её география связана с чертой оседлости: западные губернии (Волынская, Подольская, Киевская) и Царство Польское. В конце XIX — начале XX века носители Темчиных массово переселялись в США и Аргентину, поэтому сегодня фамилия чаще встречается в еврейских общинах Нью-Йорка и Буэнос-Айреса, чем на постсоветском пространстве.

Есть и другая, более спорная версия: от тюркского слова «тем» (железо) или «темчи» (кузнец). Но она слабая: в тюркских языках фамилии с суффиксом -чин образуются от названий профессий (например, Ямчи — ямщик), а Темчин в этом ряду не зафиксирован. Кроме того, фамилия почти не встречается у татар или башкир. Поэтому версия с именем Тема выглядит убедительнее.

В дореволюционных метрических книгах фамилию могли записывать по-разному: Темчин, Темшина (женский вариант) или даже Тёмчин — с «ё» на месте «е» под ударением. В современной России Темчиных меньше сотни, и почти все они — потомки тех, кто сохранил фамилию после эмиграции или вернулся из-за границы в советское время.