Фамилия Хомлюк — яркий пример украинской модели фамилии на -юк. Суффикс -юк (наряду с -ук, -чук) в украинской ономастике указывает на «малого», «сына» или «ученика» того, кто назван в основе. То есть Хомлюк — это, скорее всего, «сын Хомы» или «маленький Хома».

Основа фамилии — каноническое имя Фома, которое в украинской народной традиции закрепилось в форме Хома. Переход начального «ф» в «х» — типичная черта восточнославянской фонетики: в разговорной речи «ф» воспринималось как чужеродный звук, и его заменяли на близкое «х» или «хв» (сравните: Фёдор — Хведор, Филипп — Хвилип). Таким образом, Хомлюк — это «Фомич» по-украински, только не отчество, а фамилия, закрепившаяся за потомком.

В отличие от русских фамилий на -ов/-ев, которые часто возникали в среде служилых людей и крестьян центральной России, украинские фамилии на -юк массово формировались на землях Правобережной Украины, Волыни, Подолья и Галиции. Хомлюки исторически — это крестьяне или казаки, чей предок носил имя Хома. Фамилия не дворянская и не искусственная, а бытовая, возникшая естественным путём в сельской общине.

Редкость фамилии в том, что она сохранила архаичную народную форму имени без церковного «Фома». Если бы фамилия образовалась в среде, где придерживались книжного произношения, она звучала бы как Фомлюк или Фомич. А Хомлюк — живое свидетельство того, как имя адаптировалось в устной речи и дало начало целому гнезду фамилий: Хоменко, Хомяк, Хомов, Хомин.