Фамилия Иоэль — редкий случай в русском ономастиконе, когда фамилия целиком восходит к библейскому личному имени, причем в церковнославянской, а не в русифицированной форме. В основе лежит имя Иоиль (др.-евр. Йоэль — «Яхве есть Бог»), которое в православных святцах закрепилось в написании «Ио́иль» с ударением на первый слог. Фамилия Иоэль — это, по сути, та же самая форма, но с утратой конечного мягкого знака и с возможным смещением ударения на последний слог, что характерно для фамилий, образованных от редких календарных имен.

Такая фамилия не могла возникнуть у крестьян в массе — в крестьянской среде библейские имена обычно переделывали на русский лад (Илья, Иван, Яков). Иоэль — это фамилия, скорее всего, духовного сословия. В среде священников и монахов было принято давать детям при поступлении в семинарию «искусственные» фамилии, образованные от церковных имен, праздников или латинских/греческих корней. Иоэль могла быть дана выпускнику семинарии в честь пророка Иоиля, либо осталась как фамилия потомка священника, носившего это редкое имя.

Географически фамилия встречается крайне редко, в основном в центральных губерниях России и в Сибири, куда ссылали или переводили служить церковнослужителей. Встречаются варианты написания Иоиль, Иоель, но форма Иоэль — самая лаконичная, без лишних букв, что указывает на позднюю фиксацию в документах (конец XIX — начало XX века), когда канцеляристы упрощали написание.

Словообразовательно фамилия уникальна тем, что не имеет суффикса — она образована бессуффиксным способом, от имени напрямую. Это отличает её от подавляющего большинства русских фамилий на -ов, -ин, -ский. Такая модель типична для фамилий-«одиночек», которые давали отдельным лицам, а не целым родам. Поэтому носитель фамилии Иоэль с большой вероятностью происходит из семьи, где предок был либо священником, получившим фамилию при поступлении в семинарию, либо человеком, которому фамилию «приписали» в советское время при паспортизации по церковной книге.

В отличие от фамилий вроде Ильин или Исаев, Иоэль не имеет массовой крестьянской подоплеки. Это фамилия-маркер: она сразу указывает на книжное, церковное происхождение, на связь с духовным сословием, а не с ремеслом или прозвищем.