Фамилия Кремняк — редкий пример, где прозвище превратилось в фамилию почти без изменений, с помощью простого суффикса -ак. Это типичная восточнославянская модель: прозвище Кремень (или Кремний) плюс уменьшительно-ласкательный или характеризующий суффикс, который давал значение «сын или человек, связанный с Кремнем». В отличие от более частых фамилий на -ов/-ев (Кремнев), форма на -ак указывает на прозвищное происхождение и могла бытовать в украинских, белорусских или южнорусских говорах, где такие суффиксы особенно распространены.

Основа фамилии — слово «кремень» (в диалектах — «кремняк»). Кремнем называли твёрдый камень, которым высекали огонь. Прозвище Кремень или Кремняк давали человеку с твёрдым, несгибаемым характером, либо тому, кто был скуповат и «высекал» из всего выгоду. В некоторых говорах «кремняк» — это ещё и упрямый человек, «кремень» в переносном смысле. Встречается и ремесленная версия: предок мог добывать или обрабатывать кремень для ружейных замков или кресал, но это менее вероятно — такое занятие редко оставляло след в фамилиях, в отличие от прозвищ по характеру.

Географически фамилия Кремняк тяготеет к западу: она встречается в основном в Беларуси и на Украине, реже — в южных областях России. Это отличает её от фамилии Кремнев, которая распространена шире и чаще встречается в центральной России. В польской ономастике есть похожая форма Krzemieniak, что подтверждает западнославянский след.

Однокоренные фамилии — Кремень, Кремнев, Кремнёв, Кременецкий. Все они восходят к одному корню, но по-разному оформлены: Кремнев — патроним на -ев («чей?»), Кременецкий — топонимическая фамилия от названия города Кременец, а Кремняк — самая прямая, прозвищная форма, почти не тронутая грамматикой.

Известных носителей с такой фамилией в истории почти нет — это фамилия, которая осталась в народной среде, не попав в дворянские родословные. Её носителями были, скорее всего, крестьяне или казаки, и фамилия не меняла форму при переходе из поколения в поколение.