Фамилия Черноколенко — яркий пример украинской модели фамилии на -енко, которая в XVII–XIX веках стала одной из самых распространённых на Левобережной и Слободской Украине. Суффикс -енко изначально означал «маленький», «сын» или «потомок», то есть Черноколенко — буквально «сын Черноколена» или «потомок того, кого прозвали Чёрное Колено».

Основа фамилии — прозвище Черноколен (или Черноколено). Сложное слово из двух корней: «черн-» (чёрный, тёмный) и «колен-» (колено). Такие прозвища давали по внешности: либо у человека были тёмные, смуглые колени (например, из-за постоянной работы на коленях в поле или на грязной работе), либо колени были в чём-то испачканы, и это стало отличительной приметой. В народе чёрные колени могли быть следствием тяжёлого крестьянского труда — полоть, сажать, собирать урожай часто приходилось на четвереньках, и кожа на коленях темнела от земли и травы.

Версия, что прозвище связано с болезнью или травмой (например, синяк от ушиба), менее вероятна: прозвища обычно закрепляли постоянную или повторяющуюся черту, а не единичный случай. Также маловероятна связь с «чёрным коленом» как частью одежды — штаны с чёрными заплатами на коленях носили многие, но такое прозвище было бы слишком общим и невыразительным.

Географически фамилия Черноколенко встречается прежде всего в центральных и восточных областях Украины — Полтавской, Черкасской, Харьковской, а также в приграничных районах России (Белгородская, Воронежская области), куда украинские крестьяне переселялись в XVIII–XIX веках. В русском написании фамилия сохранила украинский суффикс -енко, что указывает на её происхождение именно из украинской антропонимической среды, а не из русской, где была бы форма Черноколенов.

Социально носители фамилии относились к казацкому или крестьянскому сословию. Среди казаков прозвища по частям тела (Колено, Нога, Рука) были нередки — их давали за физические особенности или за манеру поведения. Фамилия не дворянская, не книжная, а бытовая, и в этом её ценность: она прямо говорит о том, как предки видели друг друга — без прикрас, по-рабочему.

Редкость фамилии делает её особенно интересной для этимолога. В отличие от массовых фамилий вроде Черненко или Коваленко, Черноколенко сохраняет уникальную описательную основу, которая вряд ли возникла бы в городе или среди образованных слоёв. Это фамилия-портрет, за которой стоит человек с натруженными, тёмными от земли коленями — узнаваемый образ украинского земледельца.