Фамилия Омеличкина — женская форма, мужской вариант — Омеличкин. В основе лежит прозвище или уменьшительное имя Омеличка, которое, в свою очередь, образовано от крестильного имени Емельян (разговорная форма — Омельян). Имя Емельян восходит к греческому «Аймилианос» — «ласковый», «приветливый». Таким образом, корень здесь тот же, что и в более распространённых фамилиях Омельченко, Емельянов, Омельянович.

Особенность фамилии — суффикс -ичк-, который в русской ономастике встречается нечасто. В отличие от типовых -ов/-ев или -ин, он указывает на прозвище, образованное через ласкательную форму имени. Омеличка — это не полное имя, а домашнее, «кухонное» обращение к Емельяну. Такие формы закреплялись в фамилиях в основном на севере и северо-востоке России, в регионах, где была сильна традиция прозвищной номинации по отцу: «чей?» — «Омеличкин», то есть сын или дочь Омелички.

С географической точки зрения фамилия тяготеет к Вологодской, Архангельской областям и Пермскому краю. В этих местах имя Емельян в народной речи часто редуцировалось до Омели, Омелички. Если сравнивать с однокоренными вариантами, Омеличкин стоит в одном ряду с фамилиями Омелин, Омелькин, Омелич, но отличается именно суффиксом, который сохранил память о конкретном человеке по прозвищу Омеличка.

Сословно носители фамилии, скорее всего, относились к крестьянам или посадским людям. Дворянских родов с такой фамилией в известных родословных книгах не зафиксировано. Предок мог быть либо сыном Емельяна, которого в семье ласково звали Омеличкой, либо сам носил это прозвище за мягкий, уживчивый нрав — в соответствии с исходным значением имени.