Фамилия Мелетина — женская форма, а мужская, соответственно, Мелетин. Чтобы понять её происхождение, нужно разобраться с основой «Мелет-». Здесь есть два основных пути, и оба ведут в церковную среду, но с разными оттенками.

Первый и самый очевидный вариант — связь с крестильным именем Мелетий (от греческого meletē — «забота», «попечение»). Это имя носили несколько раннехристианских святых, например, Мелетий Антиохийский. Фамилии на -ин традиционно образовывались от имён, оканчивающихся на -а или -я: Мелетя → Мелетин, или напрямую от Мелетий → Мелетин (с усечением конечного -ий). В этом случае предок носителя фамилии мог быть человеком, которого в быту звали Мелетя, или же сыном Мелетия.

Второй вариант — топонимический и более редкий. В некоторых говорах «мелетина» могла быть местной диалектной формой слова «мельница» или обозначать место, где мелют зерно. Однако эта версия слабее: суффикс -ин в русских фамилиях редко прикрепляется к нарицательным существительным женского рода, обозначающим предметы, а не людей. Гораздо вероятнее, что фамилия всё же восходит к личному имени.

Примечательно, что фамилия Мелетин (и Мелетина) встречается в основном на севере России, в частности в Архангельской области и бывшей Вологодской губернии. Это может быть связано с тем, что имя Мелетий было популярно в старообрядческой среде, которая сохраняла архаичные имена, вышедшие из обихода в центральной России после церковной реформы XVII века. Таким образом, носители фамилии — потомки либо крестьян, получивших имя по святцам, либо людей из общин, где чтили память святого Мелетия.

Словообразовательная модель проста: основа «Мелет-» + патронимический суффикс «-ин», указывающий на принадлежность («чей?» — Мелетин). Ударение в фамилии плавающее: в мужском варианте чаще падает на второй слог (Меле́тин), в женском — может смещаться на последний (Мелети́на), хотя строгого правила нет. Это одна из тех фамилий, где церковное имя, почти забытое в миру, сохранилось в виде родового прозвания.