Фамилия Хелем — редкая, и её происхождение не лежит на поверхности. В русской ономастике она стоит особняком, и первое, что бросается в глаза, — отсутствие типичных русских фамильных суффиксов (-ов, -ев, -ин, -ский). Это прямой намёк на иноязычную основу.

Скорее всего, фамилия Хелем — это русифицированная форма еврейской фамилии. В основе лежит древнееврейское слово «хелем» (חלום), что означает «сон», «видение», «грёза». Такие фамилии нередко давали в еврейских местечках черты оседлости (территория современной Украины, Беларуси, Молдовы и Польши) в XVIII–XIX веках, когда фамилии присваивались массово. Человек с прозвищем Хелем мог быть мечтателем, философом или, напротив, соней. Встречается и вариант, что фамилия образована от названия местечка Хелм (ныне город в Польше), но тогда форма обычно звучала бы как «Хелмский» или «Хелмер». Вариант с окончанием на согласный (Хелем) указывает на прямой перенос прозвища или имени без адаптации.

Другая, менее вероятная версия — связь с тюркскими языками, где корень «хел/кел» может означать «приходи», «пришелец». Но в таком случае фамилия должна была бы получить суффикс принадлежности (-ов, -ев), чего не произошло. Поэтому версия с еврейским корнем «сон» выглядит убедительнее: она объясняет и конечную форму, и географию распространения.

В дореволюционных метрических книгах и ревизских сказках фамилия почти не встречается, что подтверждает её позднее закрепление и малочисленность. После миграционных волн конца XIX — начала XX века носители фамилии Хелем оказались как в крупных городах Российской империи (Одесса, Киев, Варшава), так и за её пределами. Сегодня фамилия остаётся редкой, и её носители — это, скорее всего, потомки тех самых выходцев из черты оседлости, чья фамилия сохранила память о прозвище «Сновидец».