Фамилия Гарнастай — редкий случай, когда в основе лежит не имя, не профессия и не внешняя черта, а слово, обозначающее конкретного зверька. Прозвище Гарнастай восходит к польскому или западнорусскому названию горностая (польск. gronostaj, белорус. гарнастай). В старину так могли прозвать либо охотника, промышлявшего пушниной, либо скорняка, либо человека, который носил одежду из горностая. Но есть и другая, более прозаичная версия: прозвище давали за внешнее сходство — седые волосы с тёмными кончиками или белесую кожу.

Модель образования фамилии нетипична для русского ономастикона. В ней нет суффиксов -ов/-ев, -ин или -ский. Фамилия застыла в форме чистого прозвища (так называемые «прозвищные» фамилии). По правилам, которые описал Б. Унбегаун в «Русских фамилиях», такие бессуффиксные фамилии чаще встречаются у украинцев, белорусов и поляков. Русская традиция требовала добавить суффикс принадлежности, поэтому параллельная форма Гарнастаев была бы более привычной для великорусских говоров.

Географически фамилия Гарнастай тяготеет к западным регионам — Беларуси, западной Украине, югу Литвы и востоку Польши. В России она единична. Встречается также вариант написания с «о» — Горностай (более частый), но Гарнастай сохраняет акающее произношение, свойственное белорусскому языку.

Стоит отметить, что в польской шляхетской геральдике существовал герб «Гарнастай» (Garnastaj), но он не связан с одноимённым зверьком — это скорее поздняя переделка герба «Прус». Однако к фамилии Гарнастай это имеет лишь косвенное отношение: носитель фамилии мог и не быть шляхтичем, так как прозвища по животным давали всем сословиям.

Таким образом, Гарнастай — прозвищная фамилия, указывающая на связь предка с горностаем: либо по ремеслу (добыча или выделка меха), либо по внешности. Исходное слово сохранилось в почти неизменном виде благодаря тому, что фамилия сложилась в западнорусской или польской среде, где не требовалось русифицировать окончание.