Фамилия Зембахтин — редкая, с узнаваемым «неславянским» корнем. Если отбросить типичный русский фамильный суффикс -ин, остаётся основа Зембахт. Она явно восходит к немецкому или голландскому слову Seebacht (или Seebach), что означает «морской ручей» или «озёрный ручей» (See — озеро/море, Bach — ручей). В немецком языке это типичный топоним: так называются несколько небольших рек и населённых пунктов в Германии (например, Зеебах в Баварии или Баден-Вюртемберге). Фамилия Зембахтин — это русифицированная форма немецкой фамилии Зеебах (Seebach) или её варианта Зеебахт (Seebacht).

Как появился суффикс -ин? В русской среде фамилии иностранцев часто адаптировали, добавляя к основе притяжательное окончание -ин (как в фамилиях Пушкин, Кузьмин). То есть предок носителя фамилии мог быть выходцем из немецких земель, которого в России записали как «Зембахтин», то есть «сын (или потомок) Зембахта». Второй, менее вероятный вариант: фамилия могла возникнуть из прозвища, данного русскому человеку, который жил у ручья, напоминавшего немецкое название, но это сомнительно из-за чёткой иноязычной основы.

Географически фамилия встречается в основном в южных регионах России (Краснодарский край, Ростовская область) и на Урале — там, где в XVIII–XIX веках селились немецкие колонисты из Поволжья и Причерноморья. Массового распространения у неё нет: это штучная, локальная фамилия, что подтверждает её происхождение от конкретного переселенца.

Социальный контекст: носители фамилии Зембахтин в Российской империи почти наверняка относились к сословию крестьян или мещан из числа обрусевших немцев. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано. В советское время фамилия полностью утратила связь с немецким оригиналом и воспринималась как исконно русская — по звучанию она ничем не выделяется среди других на -ин.