Фамилия Желтовкие — редкий пример фамилии на -кие, которая не вписывается в привычную схему образования от географических названий. Если бы она была Желтовский, вопросов бы не возникло: типичная дворянская или польская фамилия от названия места вроде Желтово или Желтова. Но окончание -кие характерно для фамилий, которые в русском языке закрепились в форме множественного числа, чаще всего у украинских или белорусских родов. Здесь, скорее всего, мы имеем дело с украинской фамилией Желтовкий, которую в русском контексте записали как Желтовкие — по аналогии с фамилиями на -ские, но с местным диалектным окончанием.

Основа фамилии — корень «желт-», восходящий к цвету. Прозвище Желтый могли дать человеку за цвет волос, кожи или за привычку носить одежду этого цвета. В украинских говорах слово «жовтий» (жёлтый) звучит иначе, но в русском влиянии или в старых формах «желтый» встречается повсеместно. Суффикс -ов- указывает на принадлежность: Желтов — сын или потомок Желтого. А финальное -кий — уже типично украинский патронимический суффикс, который превращает отчество в фамилию: Желтовкий буквально означает «из рода Желтовых». Вариант Желтовкие — это форма множественного числа, которая в документах могла обозначать всю семью: «Желтовкие» как «семья Желтовких».

Географически фамилия тяготеет к западнорусским и украинским землям. Встречается в Черниговской, Киевской и Полтавской губерниях, а также среди казачества. Поскольку окончание -кие нехарактерно для великорусских фамилий, носители Желтовких, скорее всего, происходят из среды малороссийского дворянства или казацкой старшины, где такие фамилии на -кий были распространены. В ревизских сказках XIX века попадаются Желтовкие среди мещан и однодворцев — социальной группы, близкой к мелкопоместным.

Спорный момент: не путать с фамилией Желтовский, которая встречается чаще и имеет польское происхождение. Желтовкие — именно восточнославянский вариант, с характерным украинским окончанием, которое в русском языке воспринималось как «неправильное» множественное число. В советских паспортных столах такие фамилии часто «исправляли» на стандартные -ов, -ский, поэтому современные носители Желтовких — редкость, и их фамилия — живое свидетельство старой региональной традиции записи.