Фамилия Черномордикова — женская форма фамилии Черномордиков, а та, в свою очередь, образована от прозвища Черномордый. Вопреки возможным ассоциациям с мифическим Черномором из пушкинской поэмы, корень здесь бытовой и прямой: «чёрный морда». Так на Руси могли прозвать человека со смуглым или чумазым лицом, либо того, кто работал с сажей, углём или дёгтем — например, кузнеца, печника или смолокура. В ономастике это типичный пример «цветового» прозвища по внешнему признаку, которых множество: Беломордый, Красномордый, Сивогривый.

Суффикс -ов в основе Черномордиков указывает на стандартную русскую патронимическую модель XVI–XVII веков: «сын Черномордого». То есть фамилия закрепилась за потомками человека, которого в народе окрестили по характерной черте. Интересно, что прозвища с «мордой» в старину не несли обязательно грубого оттенка — в крестьянской и посадской среде это было обычное описание, без злого умысла, вроде «рыжий» или «горбатый».

География фамилии Черномордиков (и её женской формы) скорее южнорусская. Подобные прозвища с корнем «морда» особенно часты в курских, воронежских, рязанских говорах. Встречаются они и в украинской среде, где фамилия могла писаться как Чорномордик. По данным переписей XIX века, Черномордиковы — это в основном крестьяне и мещане, то есть фамилия недворянская, без родового герба, но с живой, нестертой этимологией.

Иногда фамилию путают с Черноморской или Черноморовым, но это разные вещи: Черноморский — от географического названия (Чёрное море), а Черномордиков — от прозвища. Есть и редкая версия, что прозвище могло быть ироническим и относиться к человеку с белой кожей, которого дразнили «чёрным» — подобные случаи в русской ономастике известны, но документально для этой фамилии не подтверждены.