Фамилия Литтих — редкий случай в русском ономастиконе, и её происхождение напрямую связано с историей западноевропейских специалистов в России. В отличие от подавляющего большинства русских фамилий, образованных от имени, прозвища или профессии предка, Литтих — это фамилия-топоним, указывающая на географическое происхождение носителя. Основа — немецкое название города Льеж (Liège) в Бельгии, которое по-немецки звучит как Lüttich. В дореволюционной России эту форму часто передавали как «Литтих».

Разбор фамилии показывает, что она не имеет типичных русских суффиксов (-ов, -ин, -ский). Это чистая основа, что характерно для фамилий, принесённых в Россию иностранцами. Носители фамилии Литтих — это, скорее всего, потомки выходцев из немецкоязычных земель (в широком смысле — из Священной Римской империи), которые переселились в Россию в XVIII–XIX веках. Город Льеж был известен как крупный центр оружейного дела и металлообработки, поэтому среди носителей фамилии могли быть мастера-оружейники, инженеры или горные специалисты, приглашённые на русские заводы, особенно на Урал и в Тулу.

Встречается и альтернативная, менее вероятная версия: от немецкого слова «Littich» — диалектного названия небольшого лука или растения. Однако географическая привязка к Льежу выглядит убедительнее, так как фамилия Литтих фиксируется в дворянских родословных книгах Российской империи, а также в среде обрусевших немцев, сохранивших память о своих корнях. В русском языке фамилия склоняется как существительное мужского рода: Литтих, Литтиха, Литтиху. Ударение, судя по немецкому произношению, падает на первый слог: Ли́ттих.