Фамилия Клисенко строится по распространённой украинской модели с суффиксом -енко, который в XVI–XVII веках означал «сын» или «потомок» (буквально «маленький Клим»). Основа здесь — имя Клим (каноническая форма Клемент, от латинского clemens — «милостивый», «снисходительный»). В украинской традиции имя часто сокращали до Кліс (с чередованием м/с в разговорной речи), отсюда и форма Клисенко — «сын Клиса», то есть Клима.

Интересная деталь: в отличие от более частых фамилий Клименко, Климович, Климчук, вариант Клисенко встречается реже и имеет чёткую региональную привязку. По данным современных исследований, основная масса носителей сосредоточена на востоке Украины — в Харьковской, Днепропетровской, Донецкой областях, а также в приграничных регионах России (Белгородская, Курская области). Это объясняется тем, что фамилия закрепилась в среде казачества и крестьянства Слобожанщины, где активно использовались уменьшительные формы имён.

Словообразовательный разбор показывает, что фамилия не имеет отношения к польским или белорусским аналогам. Суффикс -енко в украинской ономастике почти всегда указывает на патроним, а не на прозвище по профессии или внешности. Поэтому предок носителя фамилии Клисенко, скорее всего, был сыном человека по имени Клим (или Клис), и фамилия фиксировала именно родство, а не занятие.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями, то Клисенко — это более редкая параллель к Клименко. Встречается также вариант Клисов (с русским суффиксом -ов), но он менее характерен для украинской традиции. В дореволюционных метрических книгах фамилия могла записываться через «и» — Клисенко, хотя в некоторых говорах встречается и написание через «ы» (Клысенко), что отражает местное произношение.