Фамилия Темляк — редкий случай, когда в основе лежит не имя, не профессия и не географическое название, а конкретный предмет военного снаряжения. Темляк — это петля из ремня или тесьмы на рукояти холодного оружия (сабли, шашки, шпаги), которую надевали на кисть руки, чтобы оружие не выскользнуло в бою. Прозвище Темляк могли дать либо мастеру, делавшему такие темляки, либо военному, который выделялся ярким или необычным темляком на оружии.

Слово «темляк» пришло в русский язык из тюркских (сравните татарское «тәмләк» — петля, завязка) и прочно закрепилось в военном быту XVII–XIX веков. В казачьей среде темляк был не просто деталью, а знаком отличия: цвет и материал указывали на полк или заслуги. Поэтому фамилия Темляк могла возникнуть именно среди казаков или солдат, где прозвища по амуниции были обычным делом.

Суффикса в фамилии нет — это так называемая «нулевая» модель, когда прозвище перешло в фамилию без изменений. Такое часто встречается у украинских, белорусских и южнорусских фамилий (сравните: Гайдук, Кобзарь, Бондарь). В русской традиции фамилия Темляк могла закрепиться в форме Темляков, но вариант без суффикса тоже вполне естественен, особенно в среде запорожских казаков или однодворцев.

Географически фамилия тяготеет к югу России и Украине: её фиксируют в старых списках Войска Донского, в Полтавской и Харьковской губерниях. Встречается она и сегодня, но крайне редко — это штучная, нераспространённая фамилия, что говорит о её узком локальном происхождении.

Другие возможные, но менее вероятные версии: от диалектного «темляк» в значении «болтун, пустомеля» (в некоторых говорах) или от личного имени Темля, гипокористической формы от Артемий или Тихон. Однако связь с военным термином выглядит убедительнее: она подтверждается историческим контекстом и тем, что прозвища по оружию и его частям в казачьей среде были распространены.