Фамилия Горлицын образована от мирского имени или прозвища Горлица. В основе лежит название небольшой лесной птицы семейства голубиных — горлицы. В дохристианской традиции имя Горлица давали ребёнку, чтобы природа приняла его как своего и наделила полезными качествами, приписываемыми этой птице: кротостью, верностью, миролюбием. Такие «птичьи» имена были распространены в русской деревне и не несли негативного оттенка.

Существует иная версия, связывающая прозвище Горлица с украинским словом «горлиця» — народным танцем и музыкой к нему. Если принять эту гипотезу, то Горлицей могли прозвать искусного танцора или певца, исполнителя этого зажигательного танца. Обе версии имеют право на существование, но первая — «птичья» — более типична для русской антропонимии и встречается чаще.

Суффикс -ын указывает на принадлежность: Горлицын означает «сын Горлицы» или «из рода Горлицы». По модели образования фамилия типична для северных и центральных областей России, где фамилии на -ин/-ын широко распространены.

Фамилия редкая, в официальных справочниках и переписных книгах прошлого почти не фиксируется, что говорит о её позднем оформлении или локальном бытовании. В современной России носители Горлицына встречаются рассеянно, без выраженного регионального центра. Сравнение с однокоренными фамилиями — Горлицын, Горликов, Горлин — показывает, что все они восходят к одному корню, но различаются суффиксами: -ицын, -иков, -ин, что характерно для разных говоров и эпох.