Les auteurs s'accordent à faire dériver ce nom de famille du nom de personne Martino, qui prolonge le cognomen latin Martinus, lui-même formé sur Mars Martis avec le sens originel de « sacré ou dédié au dieu Mars ». Sa très large diffusion en Italie et en Europe s'explique par le prestige du culte de saint Martin de Tours, mort en 397, l'un des saints les plus populaires du Moyen Âge.

E. De Felice signale que le nom présente des variantes qui reflètent différentes traditions régionales : les formes patronymiques avec De ou Di sont propres au sud de l'Italie, tandis que les formes altérées prédominent dans le Nord. Martinati est attesté en Vénétie, et les formes de type slave en -ich / -ic apparaissent dans la zone de la Vénétie Julienne. Certains noms du groupe ne dérivent pas du nom de personne mais de toponymes formés sur lui : Martina renvoie à Martina Franca, dans l'aire salentine — c'est-à-dire la zone la plus méridionale de la région des Pouilles —, et Martinenghi à Martinengo, dans la zone de Bergame.

F. De Laurentiis confirme la base dans le nom Martinus et ajoute que des formes comme Martin, Martinelle et Martinelli peuvent aussi refléter des toponymes construits sur ce même nom, outre le nom de personne.