Фамилия Арчелия — редкий случай в русском ономастиконе. Её происхождение почти наверняка не славянское, а кавказское, точнее — грузинское. Основа фамилии — грузинское мужское имя Арчил, а суффикс -ия (в грузинском оригинале -ია) указывает на принадлежность к роду. То есть Арчелия буквально означает «потомок (или из рода) Арчила». Имя Арчил — древнегрузинское, его носили цари Иберии, и его значение обычно связывают с «владыкой» или «князем».

В русской среде фамилия появилась, скорее всего, в результате миграции с Кавказа в XIX–XX веках, когда грузинские дворяне и крестьяне переселялись в центральные губернии. Интересно, что написание «Арчелия» с буквой «е» (а не «и») — это адаптация грузинского произношения: в грузинском языке звук между «р» и «ч» мягкий, близкий к русскому «е». Встречается и вариант «Арчилия», но он менее точен к оригиналу.

Словообразовательная модель «имя + -ия» типична для грузинских фамилий (например, Данелия, Берия, Гамсахурдия). В отличие от русских фамилий на -ов/-ин, грузинские фамилии не склоняются по падежам в мужском роде, а женские — склоняются, что иногда путает носителей. В России фамилия Арчелия остаётся очень редкой, и её носители, вероятно, сохраняют память о грузинских корнях, хотя сама фамилия уже давно обрусела.