Фамилия Светозарская — редкий случай в русской ономастике, когда фамилия образована напрямую от сложного славянского имени с прозрачной внутренней формой. В основе лежит имя Светозар, которое состоит из двух корней: «свет» (свет, сияние) и «зар» (от «заря», «зреть» — смотреть, либо от «зар» в значении «огонь, жар»). В древнерусской традиции такие двухосновные имена (Святослав, Владимир, Ярослав) давали детям знатного происхождения, подчёркивая определённые качества. Светозар буквально означает «светом озаряющий» или «сияющий, как заря».

Фамилия образована по типичной модели для женского варианта: к основе Светозар- добавился суффикс -ск- и окончание -ая. Мужской вариант — Светозарский. Суффикс -ск- в русских фамилиях чаще всего указывает на географическое или территориальное происхождение (например, Загорский — из-за горы, Волконский — от реки Волкона). Однако в случае со Светозарской этот суффикс не привязан к названию места, а работает как «посессивный» — указывает на принадлежность к роду носителя имени. Такие фамилии на -ский нередко получали в духовном сословии: семинаристам при поступлении часто меняли бытовые фамилии на более благозвучные, образованные от церковнославянских или редких славянских имён. Светозарская могла появиться именно в этой среде — как «искусственная» фамилия, данная выпускнику семинарии вместо простонародной.

Вторая версия, менее вероятная, но допустимая: фамилия могла возникнуть от прозвища Светозар, которое давали человеку с очень светлыми волосами, светлой кожей или «лучезарным» характером. В таком случае фамилия стала бы наследственной в крестьянской или мещанской среде, но без суффикса -ский она звучала бы как Светозаров или Светозарин. Форма на -ский всё же склоняет к версии о семинарском происхождении.

Географически фамилия не привязана к конкретному региону — она встречается точечно по всей России и в русскоязычной диаспоре. В дореволюционных метрических книгах Светозарские чаще всего значатся в списках духовенства, учителей и мелких чиновников. Это объясняется тем, что фамилия имела книжный, «учёный» оттенок и не была распространена среди крестьян.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями, то Светозаров и Светозарин встречаются чаще, но именно Светозарская сохраняет в себе память о том, что её носитель в прошлом был связан с церковной или образовательной средой, где ценились «говорящие» имена и фамилии, возвышающие владельца над бытовой повседневностью.