Фамилия Джемелинская — женская форма, указывающая на принадлежность к роду Джемелинских. В её основе лежит личное имя Джемела. Джемела — это вариант турецкого женского имени Джемила, которое в переводе на русский язык означает «любезная», «красивая», «прекрасная». Вероятно, нарекая ребенка таким именем, родители желали, чтобы их дочь росла хорошей, доброй, умной, справедливой и честной девочкой.

С точки зрения словообразования, фамилия оформлена типичным для польской, украинской и белорусской традиции суффиксом -ский/-ская. Такие фамилии часто указывали на географическое происхождение — по названию местности или поместья. В данном случае фамилия могла означать «происходящая из рода Джемелы» или «принадлежащая к дому Джемелы». Встречается также вариант написания с одной «л» — Джемелинская, что не меняет её смысла.

Процесс формирования фамилий был достаточно длительным, поэтому окончательно говорить о точном месте и времени возникновения рода Джемелинских можно лишь на основании генеалогических исследований. Фамилия редкая и имеет явные тюркские корни, что связывает её с регионами, где исторически пересекались славянские и тюркские культуры — например, с Крымом, югом России или Украиной.