Фамилия Голотяк звучит так, будто её носитель ходил без штанов. Прямое значение — «голый» — действительно лежит в основе, но не стоит понимать его буквально: вряд ли предка так прозвали за отсутствие одежды. Скорее всего, прозвище Голотяк относилось к человеку бедному, неимущему, тому, кто «гол как сокол». В русских говорах слово «голотя» означало голь, бедноту, отсюда и однокоренные фамилии Голота, Гольтяков, Голышев. Суффикс -як в фамилии Голотяк типичен для украинской и южнорусской ономастики: он образует прозвища по характерному признаку (сравните: Шумляк — шумный, Криворот — с кривым ртом). То есть перед нами не просто описательная фамилия, а слово с яркой экспрессивной окраской — так могли дразнить или называть в быту.

Встречается Голотяк преимущественно на западе и юге России, а также в Беларуси и на Украине. В дореволюционных переписях фамилия фиксировалась в Могилёвской, Витебской и Черниговской губерниях. Это указывает на то, что основа — не столько великорусская, сколько западнорусская или малороссийская. В польском языке есть похожее слово «gołota» — беднота, шляхта без земли, так что не исключено, что прозвище могло возникнуть в среде обедневших шляхтичей, которых в Речи Посполитой называли «голотой». Однако документальных подтверждений этой версии для фамилии Голотяк нет, она остаётся гипотезой.

Словообразовательная модель проста: корень «гол-» (от «голый»), суффикс -от- (как в «голота») и фамильный суффикс -як. Ударение в фамилии, скорее всего, падает на последний слог — Голотя́к, что характерно для украинских фамилий на -як. В русском языке фамилия могла адаптироваться с ударением на второй слог — Голо́тяк, но исходная форма — именно с ударным окончанием.

Если искать однокоренные фамилии, то ближайшие — Голота, Голотюк, Голотвин. Но Голотяк стоит особняком: суффикс -як делает её более «живой» и простонародной, чем, скажем, фамилия Голотов, образованная по стандартной модели с суффиксом -ов. Такие «прозвищные» фамилии часто закреплялись за одним человеком и не переходили по наследству, пока в XIX веке не началась массовая фиксация фамилий крестьян. Так что предок-Голотяк мог быть тем самым бедняком, чьё прозвище случайно или намеренно записали в метрическую книгу.