Фамилия Космацкая — женская форма фамилии Космацкий, и её разговорная или бытовая версия (в официальных документах XIX века женские фамилии часто записывали через -ая, а мужские через -ий). В основе лежит прозвище или мирское имя Космак. Слово «космак» в русских говорах означало «косматый, лохматый человек»: так могли прозвать кого-то за густые, нечёсаные волосы или за неопрятный вид. В старину подобные прозвища давали не в обиду, а как примету, по которой человека легко узнавали.

Суффикс -ск- в фамилии указывает на географическую или сословную модель образования. Такие фамилии на -ский/-цкий чаще всего получали дворяне по названию своих владений (например, Космацкий — «тот, кто из Космаков»), но в XIX веке эта модель стала массовой и у духовенства, и у мещан. Если предок был священником, фамилию могли дать в семинарии по названию села или по церковному празднику, но прямых следов топонима «Космаки» или «Космацкое» в доступных источниках нет. Более вероятно, что фамилию образовали прямо от прозвища Космак с добавлением патронимического суффикса: сын Космака — Космацкий.

Фамилия редкая, сконцентрирована в основном в западных и южных регионах бывшей Российской империи — на Украине, в Беларуси и в прилегающих областях России. Встречается она и у поляков: польское Kosmacki могло возникнуть независимо от восточнославянского варианта, от того же корня «косм» (космы, лохмы). Сравните с однокоренными фамилиями Космачёв, Косматов, Косматых — все они отталкиваются от одного и того же признака внешности. Таким образом, Космацкая — фамилия по прозвищу, которое указывало на облик родоначальника, а не на его занятие или место жительства.