Фамилия Хецелиус — редкий пример фамилии, образованной от латинизированной формы личного имени. В русском контексте она почти не встречается, и её носители, скорее всего, имеют западноевропейские, прежде всего немецкие или скандинавские, корни. Суффикс -ус характерен для учёной, книжной традиции XVII–XIX веков, когда фамилии нередко «облагораживали», придавая им латинское окончание. Так поступали с фамилиями пасторов, врачей, профессоров и других образованных людей.

Основа фамилии — Хецель (Hetzel, Hetschel) — это немецкое уменьшительное от имени Хайнц (Heinz), которое, в свою очередь, является краткой формой от Генрих (Heinrich). Генрих означает «домашний правитель» (от древневерхненемецкого heim — дом и rihhi — правитель). Таким образом, Хецелиус — это латинизированный вариант немецкой фамилии Хетцель, переосмысленный как «потомок (или сын) Хецеля». В немецкой ономастике такая модель типична для фамилий учёных и духовенства, стремившихся подчеркнуть свою связь с античной культурой.

В России фамилия могла появиться вместе с немецкими колонистами, приглашёнными Екатериной II, или через прибалтийских немцев, служивших в русской армии и администрации. Однако массового распространения она не получила. Встречаются единичные упоминания в метрических книгах лютеранских приходов Санкт-Петербурга и Москвы. В отличие от фамилий на -ов/-ев, которые указывают на принадлежность к роду (чей?), латинизированная форма на -ус фиксирует индивидуальное прозвище или фамилию конкретного предка, получившего образование за границей или в духовной семинарии.

Сравнение с однокоренными фамилиями помогает увидеть разницу. Немецкая фамилия Хетцель (Hetzel) осталась бы без изменений, если бы её носитель не латинизировал её. Вариант Хецельман (Hetzelmann) указывает на человека («ман»), а Хецелиус — на принадлежность к учёному сословию. В русских источниках фамилия могла писаться с ошибками: Хецелиос, Хецлиус или даже Гецелиус, что связано с неоднозначностью передачи немецкого звука «ц» на письме. Спорных версий происхождения нет — лингвистическая цепочка от Генриха до Хецелиуса прозрачна и подтверждается данными немецких и шведских ономастических словарей.