Фамилия Небелова — редкий случай, когда основа читается прозрачно, а происхождение оказывается неочевидным. На первый взгляд, корень «небел» наводит на мысль о чём-то, связанном с небом. Но в русской ономастике такое прямое толкование почти всегда ошибочно. Слово «небо» в чистом виде почти не становилось основой для фамилий — это слишком абстрактно для прозвища, которое давали по конкретному признаку.

На деле фамилия Небелова образована от прозвища Небелый. В русских говорах прилагательное «небелый» имело несколько значений. Первое — самый прямой: человек не белокожий, смуглый, темноволосый. В крестьянской среде, где большинство было светлокожими от постоянной работы в поле, такое прозвище выделяло человека, похожего на цыгана или южанина. Второе значение — «нечистый», «запачканный», но оно встречалось реже. Суффикс -ов- в окончании указывает на принадлежность: Небелова — дочь или жена Небелого.

Модель образования типична для русских фамилий: прилагательное с отрицательной частицей «не» + суффикс -ов. Такие фамилии часто давали по контрасту с более распространёнными «цветными» прозвищами (Белый, Черный, Рыжий). Небелый — это тот, кого не могли назвать Белым, и это становилось его постоянной характеристикой.

Географически фамилия тяготеет к центральным и южным областям России. В документах XVIII–XIX веков встречаются крестьяне и однодворцы с фамилией Небелов (мужской вариант) в Тульской, Рязанской и Воронежской губерниях. Женская форма Небелова фиксируется в метрических книгах тех же регионов. Сословно — почти исключительно крестьянская среда, без дворянских корней.

Стоит отличать Небелову от похожей фамилии Небова — та образована от имени Неб (сокращение от Нестор или Нефёд) с суффиксом -ов. В случае Небеловой основа именно прилагательное, а не имя. Это редкий случай, когда «не» в начале фамилии не отрицает имя, а описывает внешность или свойство человека.