Фамилия Гумеля — редкий случай, когда прозвище сохранилось почти без изменений, без типичных русских суффиксов -ов, -ин или -ский. Это так называемая «неоформленная» фамилия, то есть застывшая в форме имени или прозвища. Такое встречается среди украинских, белорусских и польских фамилий, а также у переселенцев из этих земель.

В основе фамилии лежит прозвище Гумеля. Его источник — глагол «гуметь» или «гумнеть» в значении «гудеть», «издавать глухой звук», «мычать». Прозвище могли дать человеку с низким, гулким голосом или тому, кто говорил невнятно, «гудел». В южнорусских и украинских говорах «гумеля» — это ещё и название шмеля, что добавляет версию: прозвище могли получить за неуклюжесть или за внешнее сходство с этим насекомым (толстый, мохнатый, гудящий).

Вторая версия, менее распространённая, связывает фамилию с польским словом gumno (гумно, ток для молотьбы). В таком случае Гумеля — человек, работавший на гумне, молотильщик. Эта версия правдоподобна для территорий бывшей Речи Посполитой, где польское влияние ощущалось сильно.

Фамилия Гумеля не относится к дворянским — это типичное крестьянское или мещанское прозвище. Поскольку фамилия не получила суффиксальной обработки, носители могли жить компактно на одной территории: в западнорусских губерниях (Смоленская, Могилёвская) или на Украине. Встречаются также варианты Гумель, Гумелёв, Гумельский — последние уже образованы по стандартной модели.