Фамилия Черноголовова — женская форма, а её мужской вариант — Черноголовов. В основе лежит прозвище Черноголов, которое давали человеку с чёрными волосами или смуглым лицом. Слово «голова» в таких прозвищах могло означать не только буквально голову, но и внешность в целом, а также умственные способности. Встречается и более конкретное значение: на Русском Севере «черноголовом» называли рыбака, который ловил рыбу особым способом — «на чёрную голову», то есть в тёмное время суток. Однако это локальное значение, и основная версия всё же связана с цветом волос.

Модель образования типична для русских фамилий: к основе Черноголов добавлен суффикс -ов, указывающий на принадлежность: «сын Черноголова». Суффикс -а в женской форме — грамматический показатель рода, а не отдельная словообразовательная часть. Интересно, что фамилия сохраняет полногласие -оло-, характерное для северных и центральных говоров, что может указывать на происхождение из районов, где не было аканья и цоканья.

Фамилия редкая, не входит в списки самых распространённых. Встречается в основном в центральной России и Поволжье, единичные носители зафиксированы в архивных документах XVIII–XIX веков среди крестьян и мещан. Сословной принадлежности однозначно определить нельзя: прозвище Черноголов не было аристократическим, но и не указывает на низкое происхождение — такие именования давали в любой среде.

Сравнение с однокоренными фамилиями (Черноголовкин, Черноголовский) показывает, что Черноголовов — наиболее прямая и простая форма, без дополнительных суффиксов, которые могли бы указывать на уменьшительность или принадлежность к местности. Это говорит о том, что фамилия могла закрепиться за одним родом достаточно рано, ещё до того, как в моду вошли более сложные модели на -ский.

В целом, фамилия Черноголовова — это прозвищная фамилия, которая прямо описывает внешность предка. Она не содержит скрытых смыслов или сложных заимствований, и её этимология прозрачна даже для человека, не знакомого с ономастикой.