Фамилия Амелдин образована от имени Амелда — русской народной формы крестильного имени Эмилиан (в переводе с греческого — «ласковый», «льстивый»). Вторая версия, менее вероятная, возводит основу к тюркскому прозвищу со значением «спокойный», но русская словообразовательная модель с суффиксом -ин указывает на славянскую природу: -ин добавляли к основам на -а, -я, а не к тюркским корням.

Исходное имя Амелда — результат типичного для русской устной традиции упрощения: Эмилиан сначала превратился в Амельян, а затем в просторечное Амелда (с отпадением конечного -н и появлением окончания -а). В документах XVI–XVII веков встречаются крестьяне и посадские люди Амелдины, что подтверждает бытование формы в северных и центральных уездах России. Суффикс -ин в фамилии указывает на принадлежность к роду: «сын Амелды» или «из дома Амелды».

От той же основы произошли фамилии Амелькин, Амелин, Амельянов, но Амелдин стоит особняком благодаря редкому суффиксальному варианту. Если Амелиных много, то Амелдины — немногочисленная ветвь, сохранившая более архаичное произношение имени-основы. Географически фамилия тяготеет к Поволжью и Уралу, где в XVIII–XIX веках фиксировались крестьянские и мещанские роды с таким окончанием.

Разобрать сословный состав предков Амелдиных по одним только архивным данным сложно, но можно предположить, что носители фамилии не принадлежали к высшей аристократии: в дворянских родословных книгах эта фамилия не встречается. Скорее всего, предки были государственными крестьянами или ремесленниками, а фамилия закрепилась в быту как патронимическое прозвище.