Фамилия Желточенко — характерный пример украинской модели фамилий на -енко. Суффикс -енко, один из самых распространённых в Украине, означал «маленький» или «сын» (патроним). То есть Желточенко — буквально «сын Желтока» или «потомок Желтого». Основа здесь — прилагательное «жёлтый», но не в прямом значении цвета, а в переносном, прозвищном.

Прозвище Жёлтый на Руси и в Украине давали не за цвет волос или одежды. Чаще всего так называли человека со светлыми, соломенными волосами, почти белыми. В некоторых говорах «жёлтый» могло означать болезненный цвет лица или относиться к масти скота (жёлтая лошадь, корова). Но для человека прозвище почти всегда указывало на блондина. От этого прозвища образовались десятки фамилий: Жёлтов, Жёлтиков, Желтяков, Желтухин. Желточенко стоит в этом ряду, но с украинским суффиксом, что сразу указывает на происхождение рода с территории современной Украины или южнорусских областей, где фамилии на -енко были нормой.

Интересная деталь: в русском языке есть фамилия Желтов, а Желточенко — её украинский аналог. Но если Желтов может происходить и от церковного имени Желт (редкая форма имени Феофил, что значит «боголюбивый»), то для Желточенко такая версия маловероятна. Украинские фамилии на -енко в массе своей поздние (XVII–XVIII века) и почти всегда бытовые, прозвищные. Связи с календарём у них нет.

По сословной принадлежности сказать сложно: фамилии на -енко встречались и у казацкой старшины, и у крестьян, и у мещан. Однако сам корень «жёлтый» не указывает на знатное происхождение. Скорее всего, предок носителя этой фамилии был простым человеком, которого в селе или в войске прозвали за цвет волос. В реестрах Запорожского войска XVII века встречаются близкие формы — Желтый, Желтенько, но фамилия Желточенко в документах попадается реже, что делает её менее распространённой, чем, скажем, Желтов или Желтяков. Сегодня она встречается в основном на востоке Украины и в прилегающих областях России, куда шла миграция в XIX–XX веках.