Фамилия Литомина — женская форма, а её основа — мужское прозвище Литом. Разбирать её стоит с суффикса: -ин указывает на принадлежность. В древнерусской модели это означало «сын (или дочь) Литома», а позже закрепилось как наследственная фамилия. Вопрос только в том, что скрывалось за самим прозвищем.

Здесь возможны два пути, и оба имеют под собой реальную почву. Первый ведёт к украинскому наречию «лiтом» — «летом». Так могли назвать ребёнка, родившегося в летние месяцы. Подобные «календарные» прозвища (Зимов, Вешняк) встречаются в славянской антропонимии, и версия выглядит убедительно, особенно если учесть, что фамилия бытует на южнорусских и украинских территориях.

Вторая версия — профессиональная. Прозвище Литом могли дать мастеру, который занимался литьём металла. Глагол «лить» в значении «отливать изделия» дал бы не только прозвище, но и целое гнездо фамилий: Литейщиков, Литов, Литомин. В этом случае Литом — это усечённая форма от «литейщик» или «литомец» (тот, кто льёт). Такое сокращение характерно для народной речи: длинное ремесленное название часто сжимали до одного корня.

Какую из двух гипотез предпочесть — вопрос географии и контекста. Если предки жили в зоне украинского влияния, «летняя» версия весомее. Если в среде ремесленников или кузнецов — литейная. Спор здесь не в пользу одной из них: обе возможны, и окончательный ответ дали бы только архивные записи о конкретном роде.