Фамилия Зэмер — редкий случай в русском ономастиконе. Искать её корни стоит не в славянской, а в немецкой или еврейской среде. В русском языке она не имеет продуктивной словообразовательной модели: суффиксы -ов, -ин, -ский отсутствуют, а финаль -ер указывает на иноязычное происхождение. Скорее всего, фамилия попала в русский быт через переселенцев или через канцелярскую запись в западных губерниях Российской империи.

Наиболее вероятная основа — немецкое слово Sämmer или Säumer. В южнонемецких диалектах так называли погонщика вьючных лошадей, человека, перевозившего товары через горы. Это ремесло было распространено в Альпах и предгорьях, особенно в Баварии, Тироле и Швейцарии. Со временем прозвище Säumer закрепилось как фамилия, а при записи в российских документах могло трансформироваться в Зэмер через замену умлаута и упрощение.

Есть и вторая версия — еврейская. Фамилия могла возникнуть от идишского זעמער (zemer), что значит «песня» или «напев». В таком случае её давали кантору, певчему в синагоге или просто человеку с музыкальными способностями. В пользу этой гипотезы говорит то, что фамилии на -ер у евреев Восточной Европы часты, а корень zemer встречается в фамилиях Земер, Землер, Земельман.

Однозначно выбрать одну версию сложно — обе правдоподобны и не противоречат друг другу. Разные ветви рода Зэмер могли получить фамилию независимо. География фамилии сегодня размыта: единичные носители встречаются в России, Украине, Израиле и Германии. В дореволюционных метрических книгах фамилия почти не фиксируется, что говорит о её малочисленности и, возможно, позднем закреплении в письменной форме — в XIX веке, при массовом присвоении фамилий еврейскому населению или при русификации немецких колонистов.