Фамилия Гимнадий — один из тех редких случаев, когда русская фамилия образована не от имени или профессии, а от названия учебного заведения. В основе лежит слово «гимназия» (через греческое gymnasion — место для физических и умственных упражнений). Носитель такой фамилии, скорее всего, был либо учеником (гимназистом), либо, что вероятнее, преподавателем или служащим гимназии.

Фамилия образована по русской модели при помощи суффикса -ий, который в фамилиях встречается нечасто. Обычно этот суффикс указывает на принадлежность или отношение к чему-либо (сравните с фамилиями типа Благой, Сухой, где -ий входит в основу прилагательного, или с редкими образованиями вроде Дьячий). В случае с Гимнадием суффикс -ий выполняет ту же роль, что и более распространённые -ов/-ев или -ин: «Гимнадий» буквально означало «сын гимназиста» или, что более логично, «человек из гимназии», «гимназический».

Поскольку фамилия явно книжного, искусственного происхождения, она вряд ли могла возникнуть в крестьянской или купеческой среде. Скорее всего, её давали в духовных училищах или семинариях — там в XVIII–XIX веках часто образовывали фамилии от латинских и греческих слов, связанных с учёбой. Семинарист мог получить фамилию Гимнадий за успехи в науках или просто как «учёного человека». В этом ряду стоят и другие «учебные» фамилии: Академиков, Лицеев, Школьников.

Географически фамилия крайне редкая и не привязана к одному региону. Встречается единичными случаями в центральной России, на Украине и в Беларуси. Вариант написания с двумя «н» — Гимнадий — не зафиксирован: ударение падает на второй слог (ГимнАдий). Склоняется как обычное существительное мужского рода на -ий: Гимнадия, Гимнадию.