Фамилия Натка — редкий случай, когда фамилия образована напрямую от женского имени, минуя отчество. В основе лежит краткая форма имени Наталья — Натка. Такое прямое именование по матери, а не по отцу, в русской традиции встречается нечасто и обычно указывает на особые семейные обстоятельства: например, на внебрачное рождение ребенка, когда отцовство не было установлено, или на раннюю смерть отца, при которой мать оставалась главой семьи. В некоторых регионах, особенно среди однодворцев юга России, фамилии на женские имена фиксировались как «уличные» прозвища целых родов.

Суффикс -к- в основе (Нат-к-а) — типичный для русских уменьшительно-ласкательных форм. Исходное имя Наталья восходит к латинскому Natalis Domini — «рождество», но в народном сознании фамилия Натка не несёт религиозного оттенка, а воспринимается как «Натина семья» или «Наткины дети». Морфологически фамилия стоит в форме именительного падежа единственного числа женского рода, то есть не склоняется по мужскому роду (как, например, Шевченко или Черных), что делает её грамматически уникальной среди русских фамилий — по сути, это застывшее прозвище.

В отличие от более распространённых Натальин, Наталиев или Наташкин, фамилия Натка не получила патронимического суффикса -ов/-ев, что говорит о её позднем закреплении и, вероятно, о невысоком социальном статусе первых носителей. В документах XVII–XVIII веков такая модель встречалась у крестьян и посадских людей, которым не было нужды оформлять фамилию по строгим канцелярским правилам.

Географически фамилия привязана к Центральной России и Поволжью, где имя Наталья было особенно популярно. Встречается также в украинских говорах, где Натка — нередкое обращение к Наталии, но там фамилия могла возникнуть и как прозвище от глагола «наткати» (наткать), что сближает её с профессиональными прозвищами ткачих. Однако для русской ономастики версия с именем остаётся основной, так как производные от глаголов в форме именительного падежа женского рода почти не образуют фамилий.

Сравнение с однокоренными фамилиями — Наталин, Натанов, Наташин — показывает, что Натка стоит особняком: она не указывает на принадлежность («чей?»), а называет самого носителя по имени матери. В быту это могло звучать как «Иван Натка» — то есть Иван, сын Натки. Со временем прозвище перешло на всех потомков и закрепилось в неизменной форме.