Фамилия Лука в основе своей восходит к крестильному имени Лука. В переводе с латинского «lux» означает «свет», поэтому имя трактуют как «светоносный». В христианской традиции это имя принадлежало евангелисту, одному из семидесяти апостолов, сподвижнику апостола Павла. Лука считается автором одного из четырёх Евангелий и книги Деяний святых Апостолов. Именно эта высокая религиозная значимость имени сделала его популярным в среде духовенства и простых крестьян, которые часто называли детей в честь почитаемых святых.

Однако не стоит торопиться с однозначным выводом. Фамилия Лука — редкий случай, когда имя и прозвище могли совпасть в написании. Дело в том, что в русских говорах слово «лука» имело и другое значение — «хитрый, коварный, двуличный человек». Так могли прозвать того, кто отличался изворотливостью или скрытностью. Прозвище Лука легко закреплялось за человеком, чей характер не соответствовал идеалу прямоты, и в таком случае фамилия несёт не церковный, а бытовой, оценочный смысл.

Словообразовательно фамилия Лука стоит особняком. В русской модели большинство фамилий образуется с помощью суффиксов (-ов, -ин, -ский), а здесь мы видим так называемую «неоформленную» фамилию — то есть фамилию, которая совпадает с исходным именем или прозвищем без добавления патронимического суффикса. Такие фамилии чаще встречались на западе и юге России, в частности на Украине и в Белоруссии, где сохранилась традиция «прозвищных» фамилий. Поэтому географически носители фамилии Лука могут быть связаны именно с этими регионами, а не с центральной Россией, где преобладали бы Лукины или Луковы.

Таким образом, фамилия Лука — это или прямое наследие христианского имени, закрепившееся без изменений, или память о прозвище, данном за характер. Первая версия вероятнее для потомков духовенства, вторая — для крестьянской среды, где прозвища бытовали повсеместно. Спор между этими двумя версиями разрешить без генеалогического исследования конкретной семьи невозможно, но сам факт такого выбора делает фамилию Лука неожиданно многозначной.