Фамилия Щемелинская — редкий пример того, как географическое название, почти исчезнувшее с карт, продолжает жить в родовом имени. В её основе лежит топоним Щемелинка или Щемелино. Такие названия встречались на западе современной России и в Беларуси, но сегодня их почти не найти в справочниках. Суффикс -ск- указывает на типичную модель образования польской, украинской или белорусской шляхты: владельческий или территориальный признак. Первым носителем фамилии был, скорее всего, помещик, владевший деревней Щемелинка, либо выходец из этого села, получивший прозвание по месту жительства.

Корень «щемел» — диалектный, и его значение спорно. Самая вероятная версия связывает его с глаголом «щемить» (жать, давить, причинять боль). В говорах «щемела» могли назвать придирчивого, скупого или въедливого человека. Менее убедительная гипотеза выводит основу из украинского «щiмель» — шмель, но тогда фамилия звучала бы как Щемелинский или Щмелинский. Правдоподобнее, что прозвище Щемела дали человеку с тяжелым характером или тому, кто постоянно «жаловался», «ныл» — то есть «щемел».

Форма Щемелинская — женская, принадлежащая женщине, но в русской традиции фамилия передаётся по мужской линии. Мужской вариант — Щемелинский. Такое окончание характерно для дворянских и шляхетских фамилий Речи Посполитой, которые после разделов Польши вошли в состав Российской империи. Если предки носили эту фамилию, они могли принадлежать к мелкопоместному дворянству западных губерний — Могилёвской, Витебской или Смоленской.

В отличие от массовых фамилий на -ов/-ев, Щемелинская сохраняет связь с конкретным, пусть и забытым, местом. Это не прозвище по профессии или отцу, а указание на «корень» — землю, с которой человек вышел. Найти точное село Щемелинка сегодня непросто: многие хутора исчезли в XX веке. Но если такой топоним существовал, фамилия — единственное, что от него осталось.