Фамилия Букоемская — редкий случай, когда географическое происхождение почти наверняка перевешивает прозвищное. Её основа — не имя и не ремесло, а название места, откуда пошёл род. Суффикс -ск- указывает на типичную модель образования фамилий у дворянства и духовенства в XVII–XIX веках, но в данном случае фамилия могла возникнуть и у крестьян, переселившихся из конкретного села.

Корень «Букоем» — это древний топоним, который, скорее всего, восходит к названию реки или урочища. Вторая часть «-ем» может быть вариантом «-яма» или «-ема» (ср. река Кема, Вага), характерным для финно-угорской топонимики Русского Севера. Первая часть «Бук» — либо от слова «бук» (дерево, хотя бук на севере не растёт), либо, что правдоподобнее, от диалектного «бука» — «страшилище», «нелюдимый человек». В таком случае Букоем — это «река (или место) Буки», то есть топоним, который дали по прозвищу первопоселенца или по мрачному характеру местности.

Поскольку фамилия оканчивается на -ская, а не на -ов или -ин, её носители, вероятно, происходят из одного родового гнезда — деревни или погоста Букоем (Букоево) где-то в Архангельской, Вологодской или Пермской губерниях. Там же могли жить и Букоемовы — вариант с более простым суффиксом, который со временем мог трансформироваться в «дворянскую» форму. В метрических книгах XIX века фамилия встречается в основном среди государственных крестьян и мещан, что говорит о недворянском, но устойчивом крестьянском корне.

Таким образом, фамилия Букоемская — это указатель на конкретную точку на карте, которая, возможно, уже исчезла. Её носители — потомки людей, которых когда-то прозвали «букоемами» (живущими у реки Буки), а затем закрепили это прозвание как родовое имя.