Фамилия Черноносова — женская форма фамилии Черноносов, и её разбор стоит начать не с корня, а с модели образования. Суффикс -ов указывает на типичную русскую патронимическую или прозвищную фамилию: в основе лежало прозвище отца — Чернонос. Слово «черноносый» в старину означало человека с чёрным носом. Тут возможны два объяснения: либо внешняя примета (смуглый, загорелый, с тёмным от природы носом), либо профессиональная — так могли прозвать того, кто работал с сажей, углём или дёгтем, например кузнеца, печника, смолокура. В северных и центральных губерниях России прозвища по цвету частей тела (Черноголов, Чернобров, Черноух) встречались часто и обычно возникали без обидного подтекста, просто как меткая бытовая характеристика.

Географически фамилия Черноносовых не привязана к одному региону, но исторические записи (например, в переписных книгах XVII века) фиксируют её носителей в Новгородской и Вологодской землях. В этих местах было развито смолокурение и углежжение, что делает профессиональную версию вполне правдоподобной. Интересно, что фамилия не имеет варианта с суффиксом -ин, хотя основа оканчивается на «н» — это косвенно подтверждает, что прозвище осмыслялось как прилагательное (черноносый), а не как существительное (Черноноса). В говорах слово «нос» могло означать не только часть лица, но и мыс, выступ, так что в редких случаях Черноносовым могли прозвать жителя у чёрного мыса — но это уже гипотеза без серьёзной документальной опоры.

Однокоренные фамилии — Черноносов, Черноносиков, Черноносенко — встречаются реже, что говорит о локальном бытовании исходного прозвища. В XIX веке Черноносовы фиксировались в основном среди крестьян и мещан, в дворянские родословные книги фамилия не попала. Сегодня Черноносова — нечастая, но устойчивая фамилия, сохранившая прямую связь с прозвищем предка, которое, скорее всего, дали по работе с огнём или по тёмному цвету кожи.