Фамилия Горобчак — яркий пример того, как украинская фонетика и словообразовательные модели проникают в русский ономастикон. В основе лежит украинское слово «горобець» — воробей. Это сразу указывает на прозвище, которое дали либо за внешнее сходство (небольшой рост, юркость, суетливость), либо за характер (крикливый, драчливый, как воробей). Корень «гороб-» — это украинский вариант общеславянского «вороб-», где начальное «г» появилось в результате характерного для украинского языка «г» на месте праславянского «g» или «v» (ср. украинское «горiх» — орех). Такая фонетическая черта — один из главных маркеров того, что фамилия сформировалась на территории Украины или в южнорусских регионах с сильным украинским влиянием.

Суффикс «-чак» в фамилии Горобчак требует отдельного внимания. В украинской ономастике это один из продуктивных уменьшительно-ласкательных или, реже, пренебрежительных суффиксов. Он образует фамилии-прозвища от основ, обозначающих животных, птиц, профессии. Сравните: Шпак — Шпачак, Гусак — Гусачак, Коваль — Ковальчак. Таким образом, Горобчак — это не просто «воробей», а скорее «воробушек», «воробьишка». Суффикс смягчает исходное прозвище, придаёт ему оттенок уменьшительности. В русской фамильной системе суффикс «-чак» встречается реже, чем в украинской, поэтому носители фамилии Горобчак почти наверняка имеют украинские корни.

Географически фамилия тяготеет к западу и центру Украины, а также к пограничным с Украиной областям России (Белгородская, Курская, Воронежская области). Встречается и у поляков (в форме Gorbczak), но там она, скорее всего, заимствована из украинского. Социальный контекст типичен для прозвищных фамилий: предки Горобчаков — в основном крестьяне или казаки, получившие фамилию по уличному прозвищу. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано, что подтверждает её народное, низовое происхождение.

Стоит отметить, что в некоторых говорах «горобець» могло означать не только птицу, но и некий предмет, например, уключину для весла или даже вид замка. Однако в основе фамилии Горобчак лежит именно орнитоним — это самая прямая и подтверждённая множеством аналогичных фамилий версия (Горобцов, Воробьёв, Горобей, Горобченко).