Фамилия Жовтянская — женская форма фамилии Жовтянский, и её разбор лучше начать не с корня, а с характерного суффикса. Окончание -ский/-ская указывает на польское или западнорусское происхождение: такие фамилии в XV–XVII веках чаще всего получала шляхта, а затем и духовенство, реже — крестьяне, переселявшиеся в новые земли. В отличие от простых патронимических фамилий на -ов/-ев, этот суффикс часто привязывал человека к конкретному месту или владению.

Основа «Жовтян-» напрямую связана с украинским и южнорусским словом «жовтий» — жёлтый. В отличие от великорусского «жёлтый», где корень «желт-», украинский вариант «жовт-» сохранил древнее чередование. Прозвище Жовтян (или Жовтяк) могли дать человеку за цвет волос — рыжему или очень светлому, почти соломенному. Реже — за бледный цвет лица или за то, что он носил одежду жёлтого цвета, что в народе иногда связывали с цыганами или бродячими ремесленниками.

Суффикс -ян- в основе (Жовт-ян) — типичный для украинских прозвищ и фамилий, он указывает на принадлежность или характерный признак: как Синяк (от синий), Черняк (от чёрный), так и Жовтян. В польской традиции фамилии на -янский (-iański) нередко образовывались от географических названий. Поэтому возможна и вторая версия: Жовтянский — тот, кто родом из села Жовтневое, Жовтяны или похожего топонима. Такие названия встречаются на Западной Украине и в Беларуси, и нередко они тоже восходят к цвету — например, к жёлтой глине или песку в той местности.

Сословная принадлежность носителей фамилии Жовтянская была разной. В XIX веке фамилии на -ский в Малороссии носили не только дворяне, но и казаки, и крестьяне, особенно после того, как в 1780-х годах Екатерина II ввела обязательные фамилии для всего населения. Если предки Жовтянских были шляхтой (что менее вероятно для «цветной» фамилии), они могли владеть хутором или усадьбой с «жёлтым» названием. Если же выходцами из крестьян или казаков — прозвище, скорее всего, было дано по внешности и закрепилось в документах при переписях.

Сегодня фамилия встречается в основном на Украине, в южных областях России и среди потомков переселенцев в Сибири и на Дальнем Востоке. Написание с «я» (Жовтянская, а не Жёлтянская) — верный признак украинского языкового влияния.