Фамилия Темяшкина — женская форма фамилии Темяшкин, и в её основе лежит прозвище или мирское имя, образованное от слова «темя». В древнерусском языке «темя» означало макушку головы, верхнюю часть черепа. Прозвище Темя, Темяш или Темяшка мог получить человек с заметной особенностью головы: например, с крупным теменем, с залысиной на макушке или, напротив, с густым вихром на темени. Иногда так называли упрямого человека — по выражению «хоть кол на темени теши», то есть непробиваемо твердого.

Словообразовательная модель здесь нестандартная. Суффикс -ашк- (Темяшк-а) — редкий для русских фамилий. Обычно фамилии образуются через -ов/-ев или -ин, но Темяшкин использует уменьшительно-пренебрежительную форму имени или прозвища на -ашка/-яшка (ср. Ивашка, Петяшка, Гаврюшка). Затем к основе Темяшк- добавился типичный русский суффикс принадлежности -ин, указывающий на родство: «чей?» — Темяшкин, то есть сын или потомок Темяшки.

Географически фамилия тяготеет к центральным и северным регионам России. Встречается в архивных записях по Вологодской, Костромской и Архангельской губерниям — там, где сохранялись архаичные прозвища и диалектные формы личных имён. В отличие от более частых фамилий на -ов, Темяшкин не получил широкого распространения и остался довольно редкой, локальной фамилией. Это говорит о том, что родоначальник, скорее всего, был крестьянином или посадским человеком, а фамилия закрепилась в одном-двух селениях.

Сравнение с однокоренными фамилиями (Темяков, Темников, Темин) показывает, что основа «темя» давала производные в разных говорах. Но именно Темяшкин — самая «бытовая» форма, близкая к прозвищу, а не к книжному или географическому названию. В ономастических словарях (например, в работах Б. Унбегауна) такие фамилии относят к разряду прозвищных, образованных от частей тела, — их немного, и они ярко характеризуют внешность или характер предка.