Фамилия Омель — редкий пример, когда фамилия совпадает с основой имени, но не оформлена стандартными русскими суффиксами принадлежности (-ов, -ин, -ский). В большинстве случаев русские фамилии образуются добавлением суффикса к личному имени или прозвищу: Омельченко, Омельянов, Омельчук. Здесь же перед нами «голая» основа, застывшая в роли фамилии.

Корень фамилии — сокращённая народная форма крестильного имени Емельян (от греческого «аймилиос» — ласковый, приветливый). В русских говорах имя произносили как Омельян, а в быту часто усекали до Омеля или Омель. Фамилия Омель могла закрепиться за человеком, которого в округе знали просто по этому сокращённому имени, без отчества. Такая модель образования характерна для украинской и белорусской ономастики, где фамилии без суффиксов встречаются чаще: Шевченко, Коваль, Омель. Поэтому географически фамилия Омель тяготеет к западнорусским и южнорусским землям.

Есть и вторая, менее вероятная версия: прозвище Омель мог получить мельник или человек, занимавшийся помолом зерна. В некоторых говорах «омель» — диалектное название мельничного жернова или инструмента для обдирки зерна. Однако эта гипотеза слабая: слово «омель» в значении «жернов» фиксируется редко и локально, тогда как связь с именем Емельян прослеживается прямо и повсеместно.

Фамилия Омель — одна из тех, что не даёт готового ответа о сословии предка. Её носителем мог быть и крестьянин, и казак, и мещанин. Отсутствие суффикса не указывает на знатность или простоту, а лишь говорит о том, что фамилия сложилась в среде, где человека называли одним именем, и это имя стало родовым.