Фамилия Шамелис — один из ярких примеров того, как по написанию можно почти безошибочно определить регион происхождения. Её окончание -ис выдает носителя с корнями в Латгалии или, шире, в восточной Латвии. В русской ономастике такие фамилии называют латышскими или латгальскими, хотя по происхождению основа может быть совсем не балтийской.

В основе фамилии, скорее всего, лежит еврейское мужское имя Шамель. Это уменьшительная форма от Шмуэль (библейский Самуил), распространённая в идише. Суффикс -ис характерен для латышского языка: так оформляли фамилии пришельцев, адаптируя чужие имена и прозвища к местной грамматике. Получается, что Шамелис — это «сын (или потомок) Шамеля», то есть патронимическая фамилия, записанная по латышскому образцу.

Вторая, менее вероятная версия отталкивается от литовского «šamas» — сом. Тогда прозвище Шамелис мог получить рыбак или человек, чем-то напоминавший эту рыбу. Но против этой гипотезы говорит то, что литовские фамилии обычно оканчиваются на -ас, -ис, -ус, а латышские — на -с, -ш. Форма Шамелис с окончанием -ис тяготеет именно к латышскому ареалу, где еврейское население было очень многочисленно до середины XX века.

Таким образом, наиболее правдоподобно, что предок носителя фамилии Шамелис жил на территории современной Латвии, говорил на идише и носил имя Шамель (Шмуэль). Фамилия закрепилась за его потомками в конце XIX века, когда в Российской империи проводилась массовая паспортизация еврейского населения. Географически фамилия до сих пор чаще всего встречается в Латвии, а также в Израиле и США — туда уехали латвийские евреи после войн и эмиграционных волн.