Фамилия Мельковский образована по продуктивной модели с суффиксом -ск(ий), который в восточнославянской традиции чаще всего указывает на происхождение от географического названия — местечка, села или урочища. Носитель такой фамилии, скорее всего, потомок человека, который владел землями или жил в населённом пункте с основой «Мельк-». Поскольку суффикс -ск(ий) был характерен для шляхетских и дворянских фамилий в Речи Посполитой, а позже распространился в среде духовенства и мещанства, Мельковские могли иметь польское, белорусское или украинское происхождение.

Корень «Мельк-» неоднозначен. Самое прямое объяснение — от слова «мелькать», то есть «мелькающий», «быстрый», «непостоянный». В этом случае прозвище Мельк мог получить человек с живым, подвижным характером или тот, кто часто менял место жительства. Однако в ономастике есть и другая версия: корень может восходить к личному имени Мельк, которое является производной формой от крестильного имени Мелетий (в просторечии Мелентий) или от Мелхиседек. В польской традиции фамилии на -kowski часто связывают с топонимами, оканчивающимися на -ów, -owo, -ówka, так что основа могла звучать как Мельково или Мелькув.

Встречаемость фамилии невысока, но она фиксируется в основном в западных регионах России, а также в Беларуси и на Украине. В исторических документах XVIII–XIX веков Мельковские могли быть как крестьянами, переселившимися из деревни с похожим названием, так и мелкими землевладельцами. Редкость фамилии объясняется тем, что топоним «Мельково» или «Мельки» не получил широкого распространения: таких сёл в центральной России почти нет, а в Польше и Беларуси они встречаются спорадически.

С точки зрения словообразования, Мельковский — типичная «топонимическая» фамилия, где суффикс -ов- соединяет основу с -ск(ий). Если бы фамилия произошла напрямую от прозвища, она, скорее всего, имела бы форму Мельков (без -ский). Наличие именно суффикса -ск(ий) склоняет к версии о географическом происхождении: предок носителя был выходцем из местности, называвшейся Мельково (Мельков). Таким образом, фамилия отвечает на вопрос «откуда родом», а не «чей сын».