Фамилия Смотрелкин — яркий образец «профессиональной» фамилии, образованной от прозвища, которое дали человеку с очень зоркими глазами или по его работе. В основе лежит глагол «смотреть», а суффикс -к- в слове «смотрелка» указывает на орудие действия: так в народе называли подзорную трубу, зрительную трубку, а в некоторых говорах — глаз или глазное яблоко (шутливо). Соответственно, Смотрелкой прозвали либо того, кто постоянно всматривался вдаль (дозорного, сторожа на вышке), либо человека с необычно большими или внимательными глазами.

Модель образования типична для русского севера и центральных областей: прозвище на -ка (Смотрелка) плюс притяжательный суффикс -ин, дающий ответ на вопрос «чей?» — «сын Смотрелки». Это фамилия-притяжательное, а не топонимическая. Интересно, что в отличие от более распространённых «гляделкиных» или «смотриных», форма Смотрелкин сохранила именно инструментальный оттенок: не просто «смотрящий», а «тот, у кого есть смотрелка» (инструмент или особенность).

В ономастических словарях фамилия не фигурирует как древняя или дворянская — скорее всего, она возникла в крестьянской или мещанской среде не позднее XVIII века, когда прозвища активно переходили в официальные фамилии при переписях. Географически можно предположить, что носители фамилии Смотрелкины концентрировались в районах Вятки, Перми или Архангельской губернии — именно там любили суффикс -к- в прозвищах и сохраняли бытовую лексику («смотрелка» как труба).

Если же отбросить профессиональную версию, остаётся чисто внешностная: Смотрелка — человек с крупными, «выпученными» глазами. Но первая версия правдоподобнее, потому что прозвища по орудиям труда или постам (дозорный) встречаются чаще, чем чисто описательные, и дают более конкретный социальный срез: предок нёс сторожевую службу либо мастерил оптические приборы.