Фамилия Цильштейн — редкий для России пример фамилии немецкого происхождения, закрепившейся в русском контексте. Её основа — два немецких корня: «Ziel» (цель, предел, рубеж) и «Stein» (камень). Вместе они образуют сложное слово, которое можно перевести как «целевой камень» или «пограничный камень». Скорее всего, прозвище Цильштейн получил человек, живший у межевого камня, обозначавшего границу земельного участка или поселения. В немецкой ономастике такие фамилии нередко давали по месту жительства — у заметного ориентира на местности.

Суффиксальная модель здесь отсутствует: фамилия передана в русском языке в почти неизменном виде, без адаптации через типичные русские окончания -ов, -ев или -ин. Это указывает на позднее вхождение в русскую среду, скорее всего в XVIII–XIX веках, когда в Российскую империю приглашали немецких колонистов, ремесленников и специалистов. Фамилия могла закрепиться среди обрусевших немцев, и её носители, вероятно, происходили из семей, переселившихся в Поволжье, Причерноморье или в столичные города.

В отличие от многих фамилий, где корень спорен, здесь конкурирующие версии маловероятны. Попытка связать «Циль» с еврейским именем Циля (уменьшительное от Ципора) не выдерживает критики: в фамилиях на -штейн еврейского происхождения основа обычно не содержит такого корня, а сама фамилия Цильштейн не фиксируется как типичная ашкеназская. Гораздо правдоподобнее, что перед нами немецкая топонимическая или локативная фамилия, которая в России сохранила исходное написание, но утратила связь с первоначальным географическим объектом.

В русском языке фамилия склоняется по мужскому роду как существительное второго склонения (Цильштейна, Цильштейну), а в женском остаётся неизменяемой. Фамилия крайне малочисленна: в современных базах данных и телефонных справочниках встречаются лишь единичные носители, в основном в крупных городах. Это говорит о том, что род, скорее всего, немногочисленный и не разветвлённый — возможно, потомки одной или двух семей немецких колонистов.