Фамилия Томпио — редкая и необычная для русского слуха. В отличие от подавляющего большинства русских фамилий, она не заканчивается на -ов, -ин или -ский. Её окончание -ио сразу указывает на иноязычное происхождение, скорее всего, итальянское или финское. В русском языке такие фамилии обычно не склоняются.

Наиболее вероятная версия — итальянская. Фамилия Томпио могла возникнуть от личного имени Томмазо (итальянский аналог Фомы) через диалектную форму Томпио или как топонимическая фамилия — от названия местечка, например, Томпио в регионе Фриули-Венеция-Джулия. В таком случае предки могли быть выходцами из северной Италии, переселившимися в Россию в XVIII–XIX веках (архитекторы, торговцы, мастера) или осевшими в Прибалтике и Финляндии, где итальянские фамилии встречаются среди шведскоязычного населения.

Менее вероятная, но возможная версия — финская. В финском языке есть слово «tomppeli» (растяпа, простофиля), и фамилия могла быть его сокращённой формой, закреплённой в качестве прозвища. Однако для финских фамилий более типично окончание -нен, а не -ио, поэтому эта гипотеза слабее.

Встречаемость фамилии в России крайне низкая. По данным открытых источников, носители Томпио живут в основном в Москве и Санкт-Петербурге, что подтверждает версию о позднем появлении фамилии в стране — скорее всего, в XX веке, в результате миграции или браков. Сословной принадлежности у такой фамилии нет: она не крестьянская, не дворянская, а пришлая, и её история связана с индивидуальной судьбой конкретного рода, а не с массовой моделью русских фамилий.