Фамилия Уземшин — редкий случай, когда основа почти наверняка не славянская, а тюркская. Корень «узем» отчётливо напоминает тюркское «үзем» (или «озем») — «сам», «свой», «личный» или «особенный». В тюркских языках это слово могло входить в состав личного имени-прозвища, например Уземш, Уземиш, со значением «свой человек», «близкий», «родной». Суффикс «-ин» в русской фамилии указывает на принадлежность: «чей?» — Уземшин, то есть «сын или потомок Уземша».

Словообразовательная модель здесь типична для русских фамилий, образованных от тюркских имён: основа на согласный (Уземш) плюс суффикс -ин. Таких фамилий немало в Поволжье, на Урале и в южных регионах, где издавна жили татары, башкиры, чуваши, а потом их потомки переходили в православие и получали русские фамилии по отцу. Уземшин мог возникнуть в среде крещёных татар или мишарей.

Менее вероятна, но возможна версия, что «узем» — это искажённое диалектное русское слово. В некоторых говорах «узем» означало «земля», «низина», «пойма» (ср. «у земли»). Тогда Уземшин — от прозвища Уземша, данного человеку, жившему у реки, в низине или на сырой почве. Однако эта гипотеза слабее: для русского уха форма «Узем» нехарактерна, а тюркское происхождение объясняет и звучание, и географию.

Фамилия крайне редкая. В открытых базах данных встречается единично, преимущественно в Татарстане, Башкортостане и соседних областях. Известных носителей всероссийского масштаба нет, что только подчёркивает локальный, почти родовой характер фамилии. Скорее всего, предки Уземшиных были крестьянами или мещанами, а сама фамилия закрепилась в одном-двух селениях.