Фамилия Амелюк — образец украинской модели фамилии, где суффикс -юк работает как указатель родства: «сын Амеля» или «потомок Амеля». Амель — народная, сокращённая форма крестильного имени Емельян, которое восходит к греческому слову со значением «приветливый», «ласковый». В украинской среде имя Емельян часто редуцировалось до Амель, Амеля, и от этой основы пошла фамилия.

Словообразовательно суффикс -юк в украинской ономастике выполняет ту же роль, что русские -ов и -ин: он указывает на принадлежность или происхождение. Если сравнить с русской фамилией Амелин (с суффиксом -ин), форма Амелюк прямо выдаёт украинские корни рода. В отличие от шляхетских фамилий на -ский, суффикс -юк был особенно распространён среди простого люда — крестьян и казаков. Поэтому предки Амелюков, скорее всего, были хлеборобами или реестровыми казаками.

Географически фамилия привязана к западноукраинским землям: Волыни, Подолью и Галичине. В Беларуси она встречается реже. В России носители Амелюк — это почти всегда потомки переселенцев с Украины, часто оказавшиеся в Сибири и на Дальнем Востоке в ходе столыпинской аграрной реформы или позднее.

Существует и редкая версия, что основа могла быть не от Емельяна, а от прозвища Амеля — так в некоторых говорах называли медлительного, флегматичного человека. Но она маловероятна: прозвищные фамилии на -юк образуются редко, а от имён — сплошь и рядом. Поэтому основная и самая правдоподобная версия — от имени Емельян через украинскую форму Амель.