Фамилия Чернолоз — редкий пример, где прозвище сложили из двух корней, но не для красоты, а для точной характеристики. В её основе лежит прилагательное «чёрный» и существительное «лоз(а)». «Чёрная лоза» — так могли прозвать человека, жившего у тёмного, густого ивняка или работавшего с таким материалом. В южных и центральных говорах «лозой» называли не только кустарник, но и гибкие прутья для плетения корзин, а иногда и сам плетень. Таким образом, прозвище могло указывать либо на место жительства (у чёрной, то есть глухой, непроходимой лозняковой балки), либо на ремесло: корзинщик, плетельщик, который использовал тёмную кору.

Суффикс «-ов» в фамилии указывает на типичную восточнославянскую модель присвоения по отцу: «Чернолозов сын» со временем превратился в Чернолозова, а затем и в краткую форму Чернолоз. Впрочем, не исключено, что фамилия закрепилась и без суффикса — как прямое прозвище, которое перешло в фамилию без изменений (такое встречается у украинских и белорусских фамилий). В пользу этого говорит то, что полная форма «Чернолозов» встречается реже, чем краткая.

Фамилия географически привязана к зоне распространения украинского и южнорусского диалекта — чаще всего её носители встречаются в Полтавской, Черкасской, Воронежской и Ростовской областях. Исследователь Б. Унбегаун в своём «Словаре русских фамилий» не упоминает Чернолоз, но это как раз характерно для фамилий, образованных от местных, а не литературных слов: они оставались за рамками общерусских сводов.

Интересно, что фамилия могла возникнуть и как прозвище с иронией: «чёрная лоза» — так могли назвать смуглого, худого и высокого человека, похожего на гибкий прут. В народе такие метафоры были обычны. Но более правдоподобна первая версия — связь с местностью или занятием, потому что прозвища по внешности редко сочетали два конкретных предметных слова.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями — Чернолобов, Черноусов, Чернокозов, — то Чернолоз выделяется тем, что вторая часть не относится к части тела или животному, а к растению. Это делает её уникальной в ряду «черно-» фамилий, которые чаще описывают внешность, а не ландшафт.