Фамилия Зельська — это женская форма фамилии Зельський, и её происхождение почти наверняка связано с географическим названием. Суффикс -ськ- (в русской традиции -ск-) указывает на то, что фамилия образована от топонима — названия населённого пункта. В польской и украинской ономастике такие фамилии на -ський/-цький (адаптированные в русском как -ский/-цкий) обычно получали дворяне или шляхта по названию своего имения, а позже — и простые люди по месту рождения или проживания.

Основа «Зель-» может восходить к нескольким возможным топонимам. Самый вероятный — это населённые пункты с названием Зельва, Зельово или Зельсько. В Польше есть село Зельва (Zelwa), в Беларуси — городской посёлок Зельва (Гродненская область), а в Украине — село Зельово (Львовская область). Фонетически «Зельська» могла возникнуть из формы «Зельовська» или «Зельвська» через упрощение. Менее вероятная, но возможная версия — происхождение от прозвища «Зель» (от польского ziele — «зелье, трава»), но в таком случае фамилия скорее имела бы суффикс -ский, а не -ський, и звучала бы как Зельский.

Поскольку фамилия имеет чёткую польскую или украинскую модель на -ська, её носительницы, скорее всего, происходят из западно- или южнорусских земель, входивших в состав Речи Посполитой. В сословном отношении предки могли быть как шляхтичами (владельцами усадьбы в Зельве), так и крестьянами или мещанами, записанными по месту жительства. В современных русских записях фамилия часто русифицируется как Зельская, но исходное написание с мягким знаком (Зельська) сохраняет память о польско-украинском корне.