Фамилия Гиляк — редкий случай, когда прозвище досталось человеку не за черту характера или профессию, а по этническому признаку. Основа здесь — «гиляк», устаревшее название народности нивхов, коренного населения Сахалина и низовьев Амура. В XIX — начале XX века так русские поселенцы и чиновники называли нивхов (сами они себя так не именовали). Прозвище Гиляк могли дать человеку, который был похож на представителя этого народа внешностью, одеждой, манерой говорить, либо тому, кто долго жил среди гиляков или торговал с ними.

Суффикс в фамилии нулевой — это так называемая «прозвищная» модель, когда фамилия совпадает с исходным словом без добавления -ов, -ин или -ский. Такие фамилии нечасты и обычно указывают на то, что прозвище было дано в среде, где не требовалось оформлять его по патронимическому принципу (например, в казачьей или купеческой среде, среди однодворцев). В официальных документах позже могли приписать окончание, но в быту фамилия закрепилась в краткой форме.

Географически фамилия должна была возникнуть в местах контакта русских с нивхами — прежде всего в Сибири и на Дальнем Востоке. Однако в переписях XIX века носители фамилии Гиляк встречаются и в центральных губерниях, что говорит о миграции — возможно, ссыльные или отходники принесли прозвище в европейскую Россию. Единичные случаи фиксации фамилии в малороссийских губерниях могут быть связаны с другим корнем: в украинских говорах «гиляк» изредка употреблялось как диалектное название гнусавого человека или заики, но эта версия слабее, поскольку этноним «гиляк» был широко известен по всей империи благодаря географическим описаниям.

Написание фамилии устойчиво — через «и», без вариантов «Геляк» или «Гилякк». Ударение, скорее всего, на последний слог: Гиля́к. В современной России фамилия встречается редко, в основном в Приморском и Хабаровском краях, а также среди потомков переселенцев в европейской части. Родство с нивхами у современных носителей не прослеживается — это чисто русская фамилия-прозвище, закрепившаяся за людьми, не имевшими к народу нивхов прямого отношения.