Фамилия Голоб — редкая и необычная для русского уха. В отличие от большинства русских фамилий на -ов, -ин или -ский, она застыла в форме краткого прилагательного или прозвища мужского рода. Скорее всего, перед нами не исконно русская, а украинская, белорусская или польская фамилия, где подобные усечённые формы встречаются чаще (сравните: Голый, Косой, Кривой).

В основе фамилии лежит прилагательное «голый» в его диалектном или старом произношении. В украинском и белорусском языках форма «голоб» — это краткое прилагательное мужского рода (как «гол» в русском), но с окончанием -об, которое могло возникнуть из-за влияния местных говоров или фонетических процессов. В польском языке есть слово «goły» (голый), и форма «Gołob» вполне могла бытовать как прозвище.

Прозвище Голоб давали человеку по разным причинам. Чаще всего — за бедность, отсутствие имущества («гол как сокол»). Но могло оно относиться и к внешности: лысому, безбородому или просто очень худому человеку. В некоторых говорах «голоб» могло означать «бедняк» или «неимущий», и это прозвище закреплялось за родом.

Географически фамилия Голоб тяготеет к западным регионам бывшей Речи Посполитой: современная Западная Украина, Беларусь, восточная Польша. В центральных великорусских губерниях такая форма почти не встречалась — там бы сказали «Голый» или «Голов». Поскольку фамилия редкая, её носителями, скорее всего, были крестьяне или мещане, а не дворяне, так как в дворянских гербовниках она не зафиксирована.

С точки зрения словообразования, фамилия Голоб стоит особняком. Она не прошла стандартную русификацию через суффикс (Голобов, Голобин), а сохранила исходную, «сырую» форму прозвища. Это может говорить о позднем закреплении фамилии (XIX век) или о том, что предки жили на территории, где такие формы были нормой. Если искать аналоги, то в русских фамилиях близки по типу Сухоб, Черноб, но они ещё реже.