Фамилия Тонкий — редкий случай, когда в основе лежит не имя и не профессия, а внешняя характеристика человека. В отличие от большинства русских фамилий на -ов/-ев, образованных от крестильных имён (Иванов, Петров), Тонкий принадлежит к группе «качественных» прозвищ. Прямое значение — «худой, субтильный, неширокий в кости». Так могли прозвать человека за стройность, но в старину слово «тонкий» имело и переносный смысл: «пронырливый, хитрый, умеющий обходить острые углы». В некоторых говорах «тонкий» означал ещё и «бедный» (тонкий кошель), так что прозвище могло указывать на небогатое положение.

Словообразовательная модель здесь простая, но нестандартная. Фамилия представляет собой полное прилагательное в мужском роде, перешедшее в разряд фамилий без суффикса. Это так называемые «окаменевшие» прилагательные — их много у украинцев (Великий, Малий) и белорусов, а в русской среде они встречаются реже, чаще в северных и сибирских говорах. В центральной России предпочли бы форму Тонков (с суффиксом -ов), а Тонкий — это либо южнорусский след, либо поздняя запись прозвища в документах «как есть», без переделки в притяжательную форму.

География фамилии неширокая. Тонкие встречаются в основном на юге России (Курская, Воронежская области), на Украине и в Беларуси. Встречаются и среди казачества — у донских и кубанских казаков такие «чистые» прилагательные в роли фамилий не редкость (Кривой, Глухой, Лысый). В северных областях (Архангельская, Вологодская) фамилия почти не фиксируется, что подтверждает её южное происхождение.

Можно провести параллель с однокоренными фамилиями: Тонков, Тонконогов, Тонкошкур. Последняя — украинская, от «тонка шкура» (чувствительный, обидчивый человек). Тонкий стоит в этом ряду особняком: она короче, звонче и несёт в себе именно оценку, а не описание части тела или свойства. В дореволюционных метриках фамилию могли писать и через «о» — Тонкой, что тоже встречается в южных говорах как вариант окончания.

Сословной привязки у фамилии нет. Среди Тонких встречались и крестьяне, и мещане, и даже купцы. Известно, что в XIX веке в Курской губернии жили Тонкие — государственные крестьяне, а в Полтавской — казацкого рода. Но без конкретных документов говорить о дворянстве не приходится: фамилия не попала в бархатные книги и родословные сборники.