Фамилия Михли — редкий случай, когда корень не вызывает споров, а суффикс сразу указывает на географию. Основа здесь — краткая форма имени Михаил, а именно просторечное или диалектное «Михля». В русских говорах, особенно на юге и западе, так могли называть человека по имени Михаил, с оттенком уменьшительности или фамильярности. Но главная особенность — не корень, а окончание: -и.

Фамилии на -и (Михли, Харчи, Середи, Черных) типичны для северных и некоторых центральных областей России, а также для украинского и белорусского ареалов. В отличие от более распространённых -ов/-ев или -ин, которые указывают на принадлежность («чей?»), фамилии на -и часто застывали в форме родительного или множественного числа. Для Михли это может означать, что предка звали Михля, а потом его детей и внуков стали обозначать как «из рода Михли» — то есть буквально «Михлины» или «Михлевы», но в иной грамматической конструкции. Такая модель встречается нечасто и обычно говорит о том, что фамилия сложилась в среде, где не было жёсткой стандартизации по московскому образцу.

Вторая, менее вероятная, версия отводит фамилию к еврейским корням. В идише и иврите «Михли» может быть патронимом от имени Михаэль с суффиксом -и, обозначающим «сын» (ср. Абрами, Ицхоки). Однако такая форма для еврейских фамилий Восточной Европы нетипична: там чаще встречались -ович, -зон или -ман. Если фамилия действительно еврейская, то она, скорее всего, возникла в среде, где говорили на идише, но под влиянием славянской модели — как калька с «Михлин» или «Михельсон».

Социальный контекст определить трудно. Фамилия не даёт прямых подсказок о сословии: её мог носить и крестьянин, и мещанин, и ремесленник. В переписях XIX века Михли встречается в основном на территории современной Украины и в южнорусских губерниях, что говорит в пользу славянского происхождения от имени Михля. При этом фамилия остаётся редкой и не разрослась в многочисленные ветви — возможно, потому, что исходное прозвище было локальным и не вышло за пределы одной-двух деревень.