Фамилия Нитейский — редкий пример того, как географическая привязка и прозвищное имя могли слиться в одной словообразовательной модели. В отличие от распространённых фамилий на -ов/-ев, суффикс -ский указывает на дворянское или шляхетское происхождение, но в данном случае он, скорее всего, не говорит о знатности, а просто оформляет топонимическую основу: такую фамилию мог получить человек, владевший или живший в месте, которое называлось Нитея, Нитей или Нитейск. Подобные названия — от речки, оврага или урочища — встречаются в центральной России и на Украине, но ни одно из них не стало крупным поселением, поэтому фамилия осталась штучной.

Корень «нит-» прозрачен: он восходит к общеславянскому *nitь — «нить». Прозвище Нить или Нитей могли дать ткачу, портному или человеку, который торговал нитками и пряжей. В старину такие прозвища часто переходили в фамилии без изменений, а суффикс -ский добавляли для придания «благородного» звучания — особенно в среде духовенства, где по семинарской традиции фамилии нередко образовывали от бытовых слов именно с этим суффиксом. Поэтому Нитейский мог появиться и как искусственная семинарская фамилия, призванная заменить простонародное прозвище на более книжное.

Ещё одна версия, менее вероятная, но не исключённая: фамилия могла возникнуть от искажённого топонима Нита или Нития — например, от названия реки Нить (приток Оки в Калужской области). В этом случае Нитейский — это «выходец с реки Нить», то есть чистая географическая идентификация. Однако прямых документальных подтверждений такой топонимики в сохранившихся писцовых книгах нет, поэтому версия с прозвищем и семинарским происхождением выглядит надёжнее.

Известных носителей фамилии Нитейский в исторических источниках не зафиксировано — это говорит о том, что фамилия всегда была малочисленной и локальной. Скорее всего, её носители жили в одном-двух уездах и не попали в дворянские родословные книги или списки известных деятелей. В современной России фамилия встречается единично, преимущественно в центральных областях, что косвенно подтверждает её связь с регионом, где существовали микротопонимы с корнем «нит-».