Фамилия Немолькин — редкий случай, когда основа прозвища угадывается почти сразу, но точное значение ускользает. В её основе лежит древнерусское глагольное образование «немолькнуть» или «немолкнуть». Самый прямой смысл — «не молкнуть», то есть «не умолкать», «быть говорливым». Прозвище Немолька могли дать человеку, который говорил без умолку, не давал другим вставить слова, или же, наоборот, тому, кто постоянно звучал — пел, кричал, шумел. Менее вероятная, но возможная версия — прозвище от диалектного «молька» (мелькание, миг), тогда «Немолька» означало бы «не мигающий», «пристально смотрящий». Однако первая версия, связанная с говорливостью, выглядит правдоподобнее: она проще для народной этимологии и часто встречается в модели «отрицание + глагол» (Немоляка, Немолот).

Суффикс -кин указывает на принадлежность: Немолькин — «чей?» — сын или потомок Немольки. Такая модель типична для прозвищ, оканчивающихся на -а/-я. В XVII–XVIII веках, когда фамилии только закреплялись, прозвище Немолька могло закрепиться за конкретным крестьянином или посадским человеком в северных или центральных губерниях России — именно там диалектные формы с «молкнуть» (вместо литературного «молчать») встречались чаще.

С точки зрения словообразования фамилия Немолькин стоит в одном ряду с более известными Немоляев, Немолодых, Немолвин. Все они построены по одному принципу: отрицательная частица «не» + глагольный корень. Такие фамилии почти всегда отражали характер или поведение человека, а не профессию. Поэтому предок-носитель фамилии Немолькин, скорее всего, был не ремесленником, а просто человеком с яркой речевой особенностью — либо неумолчным говорун, либо, если принять редкую версию, обладатель цепкого, немигающего взгляда.

В современных справочниках фамилия встречается редко, преимущественно в центральной России и Поволжье. Известных исторических деятелей с такой фамилией не зафиксировано, что подтверждает её происхождение из крестьянской или мещанской среды, где прозвища редко попадали в документы высокого уровня.