Фамилия Мамотюк — звонкий пример украинской модели фамилий на -юк, которая указывает на сына или потомка человека. В основе лежит личное имя или прозвище Мамот, Мамата или Мамотя. В украинской ономастике суффикс -юк (как и -ук, -чук) был типичен для Подолья, Волыни и Правобережья, и фамилия Мамотюк географически тяготеет именно к этим регионам.

Корень «мамот» неоднозначен. Самая прямая версия — от диалектного украинского или польского mamot, что означало «мамонт». В прошлом такое прозвище могли дать крупному, сильному или неуклюжему человеку, сравнивая его с доисторическим зверем. Менее вероятно, но возможно происхождение от тюркского «мамат» (вариант имени Мухаммад) — в южных и степных областях Украины тюркские имена нередко адаптировались в прозвища. Третья, бытовая версия — от глагола «мамкати» (говорить невнятно, мямлить), но она слабее: суффикс -юк обычно крепится к именам, а не к глагольным основам.

Фамилия редкая, не массовая. В дореволюционных метриках и ревизских сказках Мамотюки встречаются в основном в Подольской и Киевской губерниях. Среди казацкой старшины или шляхты эта фамилия не фиксируется — скорее всего, предки были крестьянами или мещанами. Сословного перехода не произошло: фамилия так и осталась в сельской среде.

Словообразовательно фамилия прозрачна: основа Мамот- плюс типичный патронимический суффикс -юк. Ударение, судя по живому произношению, падает на последний слог: Мамотю́к. В польском языке аналогичная модель дала бы форму Mamociuk, но в украинском смягчение «т» перед «ю» даёт именно «тюк». Встречаются искажённые написания — Мамотюк, Мамотук, но исходный вариант один.