Фамилия Мазелюк — яркий пример того, как география и языковые контакты определяют облик русской фамилии. Вопреки ожиданиям, её основа не связана напрямую с гетманом Мазепой. Словообразовательная модель указывает на украинское или западнорусское происхождение: суффикс -юк типичен для фамилий Волыни, Подолья и Галиции, где он заменял великорусское -ов или -ев. Этот суффикс означает принадлежность к роду или происхождение от человека, чьё имя или прозвище легло в основу.

Корень «мазел-» восходит к украинскому «мазеля» — так в западных говорах называли мазилу, пачкуна или нерадивого маляра. Прозвище давали либо человеку, который постоянно пачкался в работе (кузнец, гончар, маляр), либо тому, кто делал всё кое-как, «мазал» вместо того, чтобы делать чисто. Встречается и другая версия: от диалектного «мазіль» — горшок для мази или дёгтя, что указывало бы на профессию колёсного мастера или смазчика телег. Оба варианта правдоподобны, но первый — прозвищный — встречается в источниках чаще.

Фамилия редкая, её география тяготеет к юго-западным областям бывшей Российской империи: Волынская, Подольская губернии, а также приграничные районы современной Беларуси. В XIX веке носители фамилии фиксировались преимущественно среди крестьян и мещан, что типично для фамилий с суффиксом -юк — они почти не встречались в дворянской среде. В метрических книгах и ревизских сказках Мазелюки записаны как православные, что отличает их от носителей польских фамилий на -юк, которые часто были униатами.

С точки зрения словообразования, фамилия интересна тем, что сохранила ударение на последнем слоге — МазелЮк, что характерно для украинских фамилий на -юк. В русском языке такое ударение постепенно смещается, но в самой фамилии оно держится устойчиво. Встречаются варианты написания Мазелёк (с «ё» под ударением), но это скорее описка, а не отдельная фамилия — в документах XIX века «ю» и «ё» часто путали из-за местного произношения.