Фамилия Михилькис — фонетический вариант более распространённой фамилии Михелькис, и разница между ними только в произношении и написании первой гласной. Обе формы образованы от имени Михелька — уменьшительно-ласкательной производной формы имени Михаэль (в русской традиции — Михаил). В библейской иерархии Михаэль — величайший из ангелов, предводитель небесного воинства; это имя одинаково почитаемо в иудейской, христианской и мусульманской традициях, что объясняет его необычайную популярность у разных народов.

Сама модель образования фамилии типична для ашкеназских еврейских фамилий. Формант -ис в конце указывает на принадлежность к роду и характерен для еврейских фамилий, оформленных суффиксами принадлежности -ис/-ес. В этом ряду стоят и другие ашкеназские форманты: -сон/-зон (буквально «сын»), -ман («человек, муж»), -кинд («ребёнок»), -бейн («кость»), -штам («ствол»), а также -ер и -с. Отдельно стоят израильские фамилии с приставкой бен- («сын») и артиклем Га-, указывающим на род.

Интересно, что в фамилии Михилькис соединились две традиции: славянская уменьшительная основа (Михелька — так могли звать человека в польско-украинско-белорусском окружении) и еврейский патронимический суффикс. Это говорит о том, что фамилия складывалась в среде восточноевропейского еврейства, где идиш и славянские языки постоянно взаимодействовали. Человек по имени Михелька, живший, скорее всего, на территории бывшей Речи Посполитой, стал родоначальником семьи, члены которой называли себя «Михилькисами» — то есть потомками того самого Михельки.

Вариант с буквой «и» в первом слоге закрепился, вероятно, под влиянием идишского произношения, где звук [и] в безударной позиции звучит отчётливее, чем в русском или польском. Сегодня фамилия встречается редко, и её носители рассеяны по разным странам, что типично для еврейских фамилий, разнесённых миграциями конца XIX — начала XX века.