Фамилия Черненова — женская форма фамилии Черненов, а та, в свою очередь, образована от прозвища или имени Чернен. В основе лежит прилагательное «черный». Но в отличие от распространенной модели «Чернов» (просто «черный»), суффикс -ен- указывает на более конкретное, уменьшительное или характеризующее значение: «черненький», «смуглый», «черноволосый». То есть Чернен — это человек с ярко выраженной темной внешностью.

Интересно, что фамилия Черненова встречается заметно реже, чем Чернова. Это может говорить о её более позднем закреплении или о локальном бытовании. Согласно данным переписей и метрических книг, основная масса носителей фамилии (в мужском и женском варианте) исторически сосредоточена в центральных и южных губерниях России, особенно в Тамбовской, Воронежской и Рязанской областях. Там слово «черненый» в говорах могло означать не только цвет, но и, например, «пахарь» (по цвету земли) или «человек, испачканный в саже» (кузнец, угольщик).

В словообразовательном плане фамилия стоит в ряду: Чернов — Чернавский — Чернышов — Черненков. Вариант на -ов, а не на -ин, указывает на то, что прозвище Чернен было не на -а/-я (как, например, Черняга), а на твердый согласный. В дворянских родословных книгах Черненовы не значатся — это крестьянская или мещанская фамилия, что типично для прозвищного происхождения.