Фамилия Неокисарийская — явный случай, когда географическое название стало родовым именем. В основе лежит топоним Неокесария (греч. Νεοκαισάρεια — «Новый Кесарь»). Так в древности называли несколько городов, но для русской истории ключевой — Неокесария в Малой Азии (современный Никсар, Турция), известный как место рождения и служения святителя Григория Чудотворца.

Фамилия образована по типичной для духовенства модели: от названия храма или монастыря, посвящённого небесному покровителю. Если приход или церковь освящали в честь Григория Неокесарийского, то священник, служивший там, мог получить фамилию Неокесарийский (или, в женском роде, Неокесарийская). Суффикс -ск- прямо указывает на принадлежность: «относящийся к Неокесарии», «из Неокесарийского прихода».

В отличие от большинства русских фамилий, оканчивающихся на -ов/-ев или -ин, эта — «семинарская» или «искусственная». Такие фамилии в XVIII–XIX веках давали выпускникам духовных училищ и семинарий, а также самим священникам. Цель была — заменить простонародные прозвища на благозвучные, часто книжные или церковные. Поэтому носитель фамилии Неокисарийская (с вариантом написания через «е» и «и») почти наверняка происходил из семьи священно- или церковнослужителя.

Вариант написания «Неокисарийская» с буквой «и» вместо «е» — возможная орфографическая особенность. В дореволюционных записях встречалось двоякое написание: Неокесарийский и Неокисарийский. Связано это с тем, что греческое καισάρεια (кесария) на слух передавалось то через «е», то через «и» (особенно в южнорусских говорах). Оба варианта считаются допустимыми, но форма через «е» — этимологически точнее.

Фамилия чрезвычайно редкая. Она практически не встречается за пределами бывшей Российской империи и не имеет массового распространения даже в России. Встретить её можно в основном в архивах духовных консисторий XIX века, а также среди потомков священников, эмигрировавших после революции. Поиск по современным базам данных показывает единичных носителей, что подтверждает её узкую сословную природу.

Однокоренных фамилий немного: Неокесарийский, Неокесаринов, Неокесарин. Все они восходят к тому же топониму и той же церковной традиции. Но «Неокисарийская» — один из самых редких вариантов, который почти наверняка указывает на конкретный храм или монастырь в честь Григория Неокесарийского, а не на общее духовное происхождение.