Фамилия Гемега — редкий пример, когда прозвище стало фамилией почти без изменений, без добавления типичных русских суффиксов вроде -ов или -ин. Это характерно для украинской и белорусской ономастики, где фамилии нередко застывали в форме чистой основы.

В основе лежит слово «гемега» (или «гемеґа»). В украинских говорах так называли нерасторопного, медлительного человека, увальня. В диалектах западных областей слово могло означать также «капризный» или «ворчливый». Таким образом, предок-носитель фамилии получил прозвище по своему характеру или манере поведения — скорее всего, за неторопливость или тяжелый нрав.

Менее вероятная, но возможная версия связывает фамилию с польским «gamać» (возиться, копаться) или литовским «gėmėti» (стонать, охать). Но украинский корень выглядит убедительнее, учитывая географию фамилии: наибольшая концентрация Гемег — в центральных и западных областях Украины (Винницкая, Хмельницкая, Житомирская области), а также среди потомков переселенцев в Сибири и на Дальнем Востоке.

Фамилия недворянская, крестьянского или казачьего происхождения. В реестрах Запорожского войска XVIII века встречаются похожие прозвища, но сама фамилия Гемега документально фиксируется позже — в метрических книгах XIX века. Поскольку фамилия не подверглась русификации (нет окончания -ов), её носители, вероятно, долго сохраняли украинскую языковую среду и не были закрепощены в великорусских губерниях.