Фамилия Черногорлов образована от прозвища Черногорл. Основа здесь — прилагательное «черный» и существительное «горло». Такие прозвища на Руси давали по внешнему признаку: черным горлом могли назвать человека с темной шеей, смуглого, либо того, кто носил черный воротник или шейный платок. Не исключено, что прозвище закрепилось за человеком с хриплым или низким голосом — «черное» в народной речи могло означать «глухой», «низкий» по тембру.

Модель образования типична для русских фамилий: суффикс -ов указывает на принадлежность — «сын Черногорла». Первые носители фамилии жили, скорее всего, в центральных или южнорусских землях, где прозвища по цвету кожи или одежды встречались чаще. В говорах слово «горло» иногда имело и переносное значение — «горлопан», «крикун», так что прозвище могло относиться к человеку с громким, резким голосом.

Сравнение с однокоренными фамилиями — Черногор, Черноголов, Черноглазов — показывает, что все они строились по одному принципу: цветовая характеристика плюс часть тела. Черногорлов выделяется среди них редкостью: в отличие от «черноголовых» или «черноглазых», «черногорлых» в документах встречается мало.

В словаре Б. Унбегауна «Русские фамилии» подобные модели описаны как характерные для прозвищ, возникших в крестьянской и посадской среде. Дворянского происхождения у фамилии нет — это типичная фамилия-прозвище, которая закрепилась за одним родом и передавалась по наследству. Географически Черногорловы чаще всего встречаются в Ростовской области и Краснодарском крае, что косвенно подтверждает южнорусские корни.