Фамилия Чеменцова — женская форма фамилии Чеменцов, а та, в свою очередь, образовалась от прозвища или имени Чеменец. У этой фамилии есть одна особенность, которая сразу бросается в глаза: суффикс «-ец» в основе. В русских фамилиях такой суффикс обычно указывает на происхождение человека из какой-либо местности («туляк — туляк» → Туляков, «казанец» → Казанцев). Соответственно, Чеменец — это человек, которого связывали с местом под названием Чемен или Чемена.

Где могло быть такое место? Самая вероятная версия — топоним Чемен (или Чемена) в тюркских языках. Слово «чемен» (çəmən) в азербайджанском, турецком и других тюркских языках означает «луг», «газон», «дерн». В южнорусских говорах и в украинском языке это слово тоже встречается в значении «лужайка» или «поросль». Поэтому прозвище Чеменец мог получить человек, живший на лугу, у заливного покоса, или выходец из села с названием Чемен (такие села есть, например, в Крыму и в Краснодарском крае, хотя сейчас они часто переименованы).

Менее вероятная, но не исключённая версия — связь с ремеслом. В некоторых диалектах «чемен» или «чемень» могло обозначать какой-либо вид плетёной утвари или корзину. Тогда Чеменец — мастер, делавший такие изделия. Однако эта гипотеза слабее, потому что в письменных источниках такое значение почти не зафиксировано, а распространение корня в топонимике гораздо шире.

Фамилия Чеменцов (и Чеменцова) встречается в основном в южных регионах России — в Ростовской, Волгоградской областях, в Краснодарском и Ставропольском краях. Это косвенно подтверждает связь с тюркским словом «чемен»: именно в этих краях, где исторически были сильны тюркские и казачьи влияния, фамилии с такой основой не редкость.

По способу образования фамилия Чеменцов — типичная «патронимическая» (по отцу) или «топонимическая» (по месту). Сначала возникло прозвище Чеменец, затем от него образовалась фамилия Чеменцов («чей сын?» — «Чеменцов»), а от неё — женская форма Чеменцова. В дореволюционных метрических книгах эта фамилия могла писаться и через «а» — Чемянцов, что отражает местное акающее произношение.