Фамилия Темошенко — яркий пример украинской модели образования фамилий на -енко. В ономастике суффикс -енко (а также его варианты -єнко, -енкiв) традиционно считается патронимическим: он указывал на происхождение от отца или предка и буквально означал «сын такого-то» или «потомок такого-то». В данном случае основа — Темош, которая является народной формой крестильного имени Артемий. В бытовой речи украинцев и южнорусских областей имя Артемий часто сокращалось до Артём, а затем, с характерным чередованием согласных и редукцией гласных, превращалось в Темош (сравните с фамилиями Темошин, Темошов). Таким образом, Темошенко — это «сын Темоша», то есть потомок человека по имени Темош (Артемий).

Географически фамилия тяготеет к центральным и левобережным областям Украины. Наибольшая концентрация носителей исторически фиксируется на Полтавщине и в Черниговской губернии, что типично для фамилий на -енко, которые массово закрепились в казацкой среде в XVI–XVII веках. В реестрах запорожского казачества встречаются фамилии, образованные по той же модели от уменьшительных форм имени Артемий, хотя точное упоминание «Темошенко» в ранних источниках найти сложно из-за вариативности написания (Тимошенко, Темошенко, Темошенков).

Интересная деталь: фамилия Темошенко нередко путается с более распространённой Тимошенко, но это разные корни. Тимошенко происходит от имени Тимофей, а Темошенко — от Артемия. В украинской диалектной среде звук «а» в безударной позиции часто переходил в «е» (так называемое «аканне» наоборот), что и дало форму Темош. Поэтому предки современных Темошенко могли быть не просто крестьянами или казаками, а людьми, чьё имя в быту звучало именно так — Темош, что подчёркивает местную языковую особенность.

В отличие от фамилий на -ов или -ин, которые закрепились в великорусских землях, Темошенко сохраняет типичную украинскую патронимическую форму, не подвергшуюся русификации. Встречаются также варианты с русским окончанием — Темошенков, но это уже результат поздней канцелярской адаптации при переселении в другие регионы империи.