Фамилия Небесьо — редкий случай, когда украинская основа «небо» соединилась с нетипичным для восточнославянских фамилий окончанием -ьо. В украинском языке суффикс -ьо (-ьо) характерен для уменьшительно-ласкательных или пренебрежительных форм личных имён (Михасьо, Грицьо, Петрусьо), а также для некоторых прозвищ. Таким образом, Небесьо — это прозвище, образованное от «небо» с уменьшительным суффиксом. Буквально — «небушко», «небось», то есть человек, которого сравнивали с небом, возможно, за высокий рост, мечтательный характер, светлые глаза или занятие, связанное с небом (пастух, глядящий в небо, или, в более позднее время, авиатор).

Географически фамилия тяготеет к западным и центральным областям Украины, особенно к Подолью и Галичине. Встречаемость крайне низкая: по данным переписей, носителей — единицы на всю страну. Это не массовая фамилия вроде Небесного (которая могла быть семинарской, искусственной), а именно народное прозвище, закрепившееся в одном-двух родах.

Интересно, что в русском языке фамилия звучит как Небесьё, с ударением на последний слог, и склоняется по образцу существительных среднего рода (Небесья, Небесью), что часто сбивает с толку носителей русской ономастической традиции. В украинском варианте ударение падает на второй слог — Небе́сьо, и фамилия не склоняется.

Версия о польском происхождении (от niebiosa — «небеса») маловероятна из-за типично украинского суффикса. Скорее всего, перед нами редкий пример того, как простая лексема «небо» обрастает диалектным уменьшительным аффиксом, создавая фамилию, которая звучит почти поэтично, но в быту могла быть ироничным прозвищем высокого или рассеянного человека.