Фамилия Попека — редкий случай, когда прозвище перешло в фамилию почти без изменений, минуя типичные суффиксы -ов, -ин или -ский. Основа здесь — само слово «попека», которое в русских говорах имело два значения, и оба могли закрепиться за человеком.

Первое и самое прямое значение — «забота, попечение». В этом случае прозвище Попека давали человеку заботливому, опекающему кого-то, возможно, опекуну сирот или просто хлопотливому хозяину. Второе значение — диалектное, зафиксированное в южнорусских и украинских говорах: «попека» означала «опала, ожог», а также «то, что припекло, подгорело у печи». В этом ключе прозвище могло относиться к пекарю, который часто прижигал хлеб, или к человеку с обожжённым лицом — по внешнему признаку.

Географически фамилия тяготеет к западнорусским и украинским землям, где суффикс -ек- в основе — не редкость. В отличие от фамилий на -енко (Попеченко) или -ов (Попеков), форма Попека осталась в «чистом» виде, что выдает её относительно позднее закрепление — скорее всего, в среде крестьян или мещан, где прозвище не успели русифицировать стандартными патронимическими суффиксами.

В ономастических справочниках фамилия нечастотна, но её однокоренные параллели — Попечитель, Попечин — указывают на ту же семантику заботы. Версия с ожогом менее популярна у исследователей, но её подкрепляет существование фамилии Припёков (от «припёк»). Как бы то ни было, носитель фамилии Попека может с равной вероятностью вести род от рачительного опекуна или от неловкого пекаря — оба корня вполне бытовые и узнаваемые.