Фамилия Мамойко — яркий пример того, как украинская словообразовательная модель «приклеила» уменьшительно-ласкательный суффикс к имени или прозвищу. Основа здесь — «Мамай», а суффикс «-ко» (в украинском произношении «-ко») в XVI–XVIII веках был одним из самых распространённых способов образовать фамилию от личного имени, указывая на принадлежность или родство: Мамойко буквально значит «маленький Мамай» или «потомок Мамая».

Само слово «Мамай» в сознании носителей языка прочно связано с золотоордынским темником, разбитым Дмитрием Донским в 1380 году. Однако вряд ли предок человека с фамилией Мамойко был прямым потомком хана. Скорее, это прозвище, которое на южнорусских и украинских землях давали человеку смуглому, черноволосому, угрюмому или вспыльчивому — по ассоциации с образом грозного степняка. В народной этимологии «мамай» могло означать и нечто вроде «разбойник», «буян», что закрепилось в казачьей среде.

Географически фамилия почти целиком привязана к Украине и югу России. Наибольшая концентрация носителей — в Полтавской, Черкасской и Киевской областях, а также в Краснодарском крае, куда фамилию принесли переселенцы-черноморцы. Встречается и вариант «Момайко» — с «о» в первом слоге, что отражает местные говоры, где «а» после мягких согласных переходило в «о».

В отличие от фамилий на «-ов» (Мамойков), форма на «-ко» сохранила архаичный тип украинской фамилии, не склоняемой по падежам в женском роде. Это прямо указывает на то, что предки Мамойко были, скорее всего, из простого казачьего или крестьянского сословия, где такие модели бытовали массово, в отличие от дворянских родов, предпочитавших суффиксы «-ов» и «-ин».