Фамилия Джемелинский — редкий пример, где за основу взято женское имя, причём не славянского, а тюркского происхождения. Она образована от имени Джемела, которое восходит к турецкому женскому имени Джемила — «любезная», «красивая» (арабское جَمِيل, jamīl — «прекрасный»). Родители, называя так дочь, желали ей вырасти доброй, умной, справедливой и честной.

Суффикс -ин- в основе Джемелин- указывает на принадлежность: Джемелинский буквально значит «относящийся к Джемеле», «из рода Джемелиных». Формант -ский — типичный для польской, украинской и русской аристократической традиции, он часто встречается у шляхты и духовенства. Сочетание тюркского корня с «благородным» суффиксом -ский наводит на мысль, что предок носителя фамилии мог быть выходцем из Крыма, Причерноморья или Закавказья, позже получившим дворянство или принявшим православие.

В документах фамилия встречается в основном на юге России и в центральных губерниях. Например, в списках дворян Киевской губернии XIX века упоминаются Джемелинские, а в метрических книгах Херсонской губернии — мещане и крестьяне с той же фамилией. Это говорит о том, что род не был однородным по сословию: одни ветви закрепились в шляхетстве, другие остались в податных сословиях.

Процесс формирования фамилий был долгим, поэтому окончательно определить точное место и время возникновения рода Джемелинских можно только по результатам генеалогических исследований. Однако уже сейчас ясно: фамилия хранит память о женском имени-пожелании, которое дали предку в тюркоязычной среде, а затем переоформили по славянской модели.