Фамилия Момотке — редкий случай в русском ономастиконе. Она почти не встречается в исторических документах и современных справочниках, что сразу указывает на её позднее происхождение и, скорее всего, нерусскую основу. Первое, что бросается в глаза, — суффикс -ке, абсолютно нехарактерный для стандартных русских фамильных моделей (-ов/-ев, -ин, -ский). Этот суффикс указывает на западнославянское или балтийское влияние, а точнее — на польскую или белорусскую языковую среду, где уменьшительные формы на -ка/-ко широко распространены.

Основа фамилии — «Момот» — также не встречается в древнерусских именах или прозвищах. Скорее всего, это вариант прозвища «Мамонт» или «Момонт», которое в народной речи могло сокращаться. В таком случае прозвище давали крупному, неуклюжему или очень сильному человеку по ассоциации с доисторическим зверем. Однако есть и другая, более бытовая версия: в южнорусских и украинских говорах «момот» или «момотка» — это человек, который говорит невнятно, бормочет, «мямлит». Глагол «момотать» означал «говорить неразборчиво, тянуть слова». Таким образом, Момотке — это тот, кто получил прозвище за манеру речи.

Фамилия могла возникнуть в среде крестьян или мещан западных губерний Российской империи (современные Беларусь, Украина, Польша), где при переписях населения фиксировали прозвища в уменьшительной форме. Вариант написания с окончанием -е (а не -а) — «Момотке» — это застывшая форма родительного или дательного падежа, характерная для польской традиции оформления фамилий (сравните с польскими фамилиями типа Моньке, Яцке). В русском языке такая форма не склоняется по падежам, что создаёт путаницу: носителя могут называть «Момотка» в быту, но официально фамилия закрепилась как Момотке.

Однокоренных фамилий в России практически нет, что подтверждает штучный характер её возникновения. Сословная принадлежность предков, скорее всего, была крестьянской или мещанской — дворянские роды с таким окончанием почти не встречаются. Фамилия не имеет отношения к топонимам или географическим названиям, так как на карте нет значимых объектов с корнем «Момот». Если искать параллели, то ближе всего стоят белорусские фамилии вроде Мамотко или Мамонька, но Момотке стоит особняком.