Фамилия Калмак нечасто встречается в русской среде, и её происхождение связано с двумя разными корнями — географическим и этническим. Первая версия отталкивается от слова «калмак», которое в древнетюркском языке означало «сарай». Прозвище Калмак могли дать человеку, который жил в сарае или работал там — например, был сторожем или держал скот. Такая модель образования фамилий от названий построек или хозяйственных помещений типична для тюркских языков, но встречается и в русских говорах, где слово «калмак» могло закрепиться как прозвище по месту обитания.

Вторая версия связывает фамилию с этнонимом. Калмаки — это группа калмыков Сибири, которая осталась в Зауралье и поступила на службу к русскому царю, получив вотчинные права. Согласно преданиям, своим родоначальником калмаки считали Буранягарака, который пришёл с Иртыша. В башкирской среде слово «калмак» — название племени в составе катайских башкир. Если предок носителя фамилии происходил из этой этнической группы или жил среди калмаков, прозвище Калмак закреплялось за ним как указание на происхождение.

Словообразовательно фамилия представляет собой чистую основу без суффикса — типичный случай для тюркских фамилий, которые не русифицировались через -ов или -ин. Такая форма встречается реже, чем привычные Калмаков или Калмакин, и указывает на то, что фамилия могла сохраниться в первоначальном виде у потомков, которые не перешли на стандартную русскую модель образования. В документах XVI–XVII веков прозвище Калмак фиксировалось среди служилых людей и казаков Зауралья, что подтверждает вторую версию.