Фамилия Жемчук образована от украинского или белорусского слова «жемчуг» — с характерным для этих языков чередованием «ч» и «г» (сравните: «жемчуг» — «жемчужина»). Модель типичная для восточнославянских фамилий: основа нарицательного существительного плюс суффикс -ук/-юк, который в украинской и белорусской традиции указывал на принадлежность к роду, профессии или характерный признак. В данном случае суффикс -ук чаще всего обозначал «сына» или «человека, связанного с тем, что названо в основе». То есть Жемчук — это буквально «сын Жемчуга» или «человек, имеющий отношение к жемчугу».

Кем мог быть первый носитель? Самая прямая версия — прозвище Жемчуг дали человеку, который торговал жемчугом или обрабатывал его (ювелир, мастер по жемчужным украшениям). В XV–XVII веках жемчуг был ходовым товаром на Руси, его добывали в северных реках и привозили с Востока. Прозвище могли дать и за внешность — например, за белые зубы или светлые глаза, напоминающие жемчужины. Реже основой могло стать мирское имя Жемчуг, которое давали детям как оберег от сглаза: считалось, что имя драгоценного камня принесёт удачу.

Географически фамилия тяготеет к западным и южным регионам: Беларусь, западная Украина, юг России. Встречается и у русских, но реже — там типичнее форма Жемчугов с суффиксом -ов. Разница в суффиксе не случайна: на территориях, где преобладала украинская или белорусская модель образования фамилий (с -ук), Жемчук стал естественным вариантом. В русских говорах слово «жемчуг» произносили иначе, с твёрдым «г» на конце, поэтому фамилия Жемчук — маркер юго-западного происхождения предков.

Спорных версий немного. Иногда Жемчук связывают с польским źemczuk (жемчуг) или с тюркскими заимствованиями, но это излишнее усложнение: основа прозрачна и лежит в славянской лексике. Ударение в фамилии обычно падает на второй слог: Жемчу́к, хотя в некоторых диалектах могут смещать на первый.