Фамилия Неокесарийский — редкий случай, когда русская фамилия образована напрямую от географического названия, имеющего греческое происхождение и церковную историю. В основе лежит Неокесария — древний город в Малой Азии (современная Турция, район Никсара). В русской традиции это имя известно благодаря святому Григорию Чудотворцу, епископу Неокесарийскому, и храмам в его честь. Человек, получивший такую фамилию, скорее всего, не был выходцем из самой Неокесарии, а происходил из семьи, связанной с церковью или духовным сословием.

Модель образования здесь типично семинарская. Фамилии на -ский в России часто давали выпускникам духовных училищ и семинарий, причём не по реальному месту рождения, а по названию храма, где служил отец, или по имени святого, в честь которого был освящён престол. Если предок-священник служил в храме Григория Неокесарийского (такие церкви были, например, в Москве и в Ярославской губернии), его дети или внуки при поступлении в семинарию могли получить фамилию Неокесарийский. Это искусственное, «кабинетное» образование, а не уличное прозвище, что сразу отличает её от большинства крестьянских фамилий.

Интересно, что фамилия сохранила архаичное написание через «е» после «к» — Неокесарийский, а не «Неокесарийский» с «а», как можно было бы ожидать от современного произношения. Это указывает на книжное, церковнославянское происхождение: в греческом названии города (Neokaisareia) вторая часть действительно через «е». Такая орфография — дополнительный маркер того, что фамилия вышла из грамотной, духовной среды, где следили за буквой.

Встречается она крайне редко, в основном в центральных губерниях России, где были сильны семинарские традиции — в Московской, Тверской, Ярославской. Из-за своей длины и необычности фамилия часто подвергалась искажению при записи: можно найти варианты Неокесаринский, Неокесаревский или даже сокращённые формы. Но первоначальный, полный вариант — это именно Неокесарийский, и он прямо говорит о церковном прошлом семьи.