Фамилия Черномыз — редкий случай, когда основа прозвища прозрачна, но её значение не лежит на поверхности. В отличие от «Черномордова» или «Черноусова», здесь нет прямой отсылки к усам или морде. В основе лежит диалектное слово «мыз» — так в южнорусских и украинских говорах называли грязь, слякоть, болотистую жижу, а также нечистоты. Соответственно, «черномыз» — человек, который возится с чёрной грязью, либо тот, кто ходит вечно испачканным, в тёмной слякоти. Прозвище могло относиться к землекопу, трубочисту, работнику, занятому на выгребных ямах, или просто к неряхе.

Словообразовательная модель здесь нестандартная. Фамилия оформлена нулевым суффиксом — это чистое прозвище, которое стало фамилией без добавления патронимического суффикса (-ов, -ев, -ин). В русской ономастике такие случаи встречаются реже, чем фамилии на -ов, и обычно указывают на более позднюю фиксацию, часто в казачьей или крестьянской среде на юге России. Сравните с однокоренными «Мызников» (тот, кто живёт на мызе — хуторе) — здесь корень другой, а «Черномыз» стоит особняком.

Географически фамилия тяготеет к Курской, Воронежской, Ростовской областям и к Украине. В дореволюционных переписях она встречается среди государственных крестьян и однодворцев — потомков служилых людей, которые несли сторожевую службу на южных рубежах. Прозвище «Черномыз» могло закрепиться за человеком, жившим у чёрного болота или на «мызу» — грязном участке земли.

Версия, что «мыз» восходит к тюркскому «мыс» (рог, выступ) или к немецкому «Miese» (грязь), маловероятна: слово «мыз» в значении «грязь» фиксируется в русских говорах независимо, и для бытового прозвища не нужны заимствования. Спор вызывает лишь то, было ли прозвище дано по роду занятий или по внешнему виду — но оба варианта правдоподобны и ведут к одному и тому же образу.

Написание фамилии устойчивое: Ч-е-р-н-о-м-ы-з. Ударение, скорее всего, на последний слог — Черномы́з, хотя в ряде говоров могли ставить на второй: Черно́мыз. В современной России фамилия малочисленна, её носители — в основном потомки крестьян Черноземья.