Фамилия Фемич — редкий пример отчества, образованного не от полной, а от краткой или обиходной формы имени. Основа здесь — Фем, а суффикс -ич указывает на прямое родство: «сын Фема». В белорусской и украинской традициях суффикс -ич был обычным способом передачи отчества, в то время как в великорусской среде чаще закреплялись фамилии на -ов и -ин. Поэтому географически фамилия Фемич скорее всего тянется к западным или юго-западным русским землям, к Беларуси или Украине.

Что за имя скрывается за короткой формой Фем? Скорее всего, это усечение от Фемистокл (греческое Themistokles — «славный правосудием»). В святцах это имя встречается, но редкое, и в народной среде его упрощали до Фема, Фемка. Вторая версия — что Фем могло быть вариантом имени Феофан (от греческого Theophanes — «богоявление»), где выпал слог. Третья, менее вероятная, связывает основу с греческим словом «тема» (положение, установление), но прозвища от отвлечённых понятий в крестьянской среде почти не встречались.

По словообразовательной модели фамилия Фемич стоит в одном ряду с такими, как Кузьмич, Саввич, Ильич, — только там отчества стали фамилиями от распространённых имён, а здесь редкое имя дало редкую фамилию. Носитель фамилии Фемич — потомок человека, которого в документах или в быту называли просто Фем, без отчества, а его дети пошли уже как Фемичи.

Встречаемость фамилии низкая. В современных базах данных она фиксируется в основном на западе России и в Беларуси, единично — в украинских записях. Известных исторических деятелей с такой фамилией нет, что неудивительно: фамилия осталась в узком кругу одной или нескольких семей, не разойдясь широко по стране.