Фамилия Горчанина образована от прозвища или мирского имени Горчаня. В её основе лежит прилагательное «горький» или глагол «горчить». Человек мог получить такое прозвище по разным причинам: из-за нелёгкого, «горького» характера, склонности к жалобам на судьбу, либо по роду занятий — например, если он занимался варкой или продажей горьких снадобий, зелий. В говорах «горчаной» также могли назвать того, кто живёт в неурожайной, «горькой» местности.

Словообразовательная модель здесь нестандартная. Суффикс -ин указывает на принадлежность: Горчаня — это основа, а -ин — «чей?». Обычно такие фамилии в русской традиции закреплялись за потомками мужчины с прозвищем Горчаня. Однако окончание -а (Горчанина, а не Горчанин) выдает женскую форму. Это значит, что фамилия зафиксирована в документах именно в женском роде, что бывает, когда носительницей была женщина-вдова или дочь, либо когда фамилия склонялась по типу «Иванова» без смены окончания у мужчин. В современном употреблении Горчанина — это женский вариант, а мужской, вероятно, Горчанин, хотя в некоторых семьях закрепилась единая форма для всех.

Географически фамилия редкая, встречается в основном на юге России и в Поволжье, где были сильны говоры с окончанием -я в прозвищах. Известных исторических личностей с этой фамилией нет — она осталась в крестьянской и мещанской среде, не попав в дворянские родословные книги.

Для сравнения: однокоренные фамилии Горчаков и Горьков образованы по другой модели (суффикс -ов) и гораздо распространённее. Горчанина — более локальный и архаичный вариант, сохранивший живую народную основу.