Фамилия Омелюха — яркий пример украинской модели фамилий, образованных от прозвищ с помощью суффикса -ух(a). Этот суффикс в украинской и белорусской антропонимии придавал слову оттенок фамильярности, иногда с пренебрежительным или, наоборот, ласкательным значением. Основа здесь — «омела» или, точнее, «омелюх».

Прямое значение слова «омелюха» в украинских говорах — птица из семейства дроздовых, свиристель. Птица эта заметная, с хохолком и яркими пятнами, ведёт кочевой образ жизни, появляясь стаями в городах в холода. Прозвище Омелюха могли дать человеку за внешнее сходство (например, за торчащий вихор или пёструю одежду), за характер (суетливый, шумный, любящий компании) или за манеру поведения — «перелётного» человека, который не сидит на месте.

Есть и вторая, менее поэтичная версия. «Омела» — это растение-паразит, вечнозелёный кустарник на деревьях. В народной традиции омела имела двойственное значение: с одной стороны, магическое растение, с другой — нечто чужеродное, «висящее в воздухе». Прозвище Омелюха могло закрепиться за приживальщиком, бедным родственником или человеком, который «пристроился» к чужому хозяйству.

Фамилия Омелюха распространена преимущественно на западе и в центре Украины, особенно в Житомирской и Хмельницкой областях. В России встречается реже, обычно как след переселения. Интересная особенность: фамилия не склоняется по падежам в мужском роде (Иван Омелюха, к Ивану Омелюхе), что типично для украинских фамилий на -а. В русской среде её иногда «русифицировали», меняя окончание на -ов, что дало фамилию Омелюхов.