Фамилия Черноокая — один из тех редких случаев, когда фамилия прямо описывает внешность своего первого носителя. В отличие от подавляющего большинства русских фамилий, образованных от крестильных имён, профессий или прозвищ, Черноокая — это чистое прилагательное, которое закрепилось за человеком как прозвище: «черноокая» — та, у кого тёмные, чёрные глаза.

Словообразовательная модель здесь нестандартна. Фамилия стоит в форме женского рода, что сразу выдаёт её происхождение: скорее всего, она возникла в среде, где фамилии ещё не устоялись, и прозвище дали женщине. Мужской вариант — Черноокий — встречается чаще, но женская форма не обязательно означает, что родоначальницей была женщина. В русской традиции XVII–XVIII веков, когда фамилии только оформлялись, прозвище могли записать в той форме, в которой его употребляли в быту. Если в деревне говорили «Черноокая» про конкретную женщину, её дети и внуки могли получить фамилию в том же виде, без переделки в мужской род.

Корень очевиден: «черн-» (чёрный) + «-ок-» (глаз). Сложные прилагательные с первой частью «черно-» были типичны для русских прозвищ: Чернобров, Черноглаз, Чернокудрый. Фамилия Черноокая — прямое родственница этих прозвищ, но с суффиксом прилагательного, а не существительного. Это сближает её с фамилиями вроде Белова или Краснова, где основа — качественное прилагательное, а не имя.

Географически фамилия тяготеет к южным и центральным регионам России, а также к Украине. В украинской ономастике форма «Чорноока» встречается чаще, и там она тоже могла закрепиться как фамилия. В русских переписных книгах XVII века подобные прозвища фиксировались у крестьян и казаков — людей, чья внешность служила главным отличительным признаком в общине.

Известных исторических носителей с этой фамилией нет в массовых источниках, что неудивительно: фамилия редкая. В современной России она встречается единично, чаще в женском варианте, хотя по паспорту её могут носить и мужчины — в русской традиции фамилии на -ая/-ий не склоняются по родам, и мужчина с фамилией Черноокая не редкость.

Если сравнивать с однокоренными фамилиями, Черноокая стоит особняком: Черноглазов — типичная патронимическая фамилия (чей? — Черноглазов), а Черноокая — адъективная, прямая. Это говорит о том, что фамилия могла возникнуть позже, в эпоху, когда прозвища уже не переделывали в форму притяжательного прилагательного, а оставляли как есть.