Фамилия Черноуз построена по редкой для русских фамилий модели: основа «черн-» (чёрный) плюс «-уз». Вторая часть восходит к диалектному слову «уз» — у́зкий, тесный проход, горловина, а также овраг или ущелье. В некоторых говорах «уз» означало верёвку, шнур или путы. Таким образом, прозвище Черноуз могло относиться к человеку, жившему у узкого чёрного оврага, либо к тому, кто носил чёрную тесьму или пояс. В пользу последнего говорит то, что в старину по цвету и виду пояса нередко давали прозвища: «Краснопояс», «Белошнур». Версия с географическим объектом также правдоподобна — многие русские фамилии образованы от названий урочищ (Чернояр, Черногор).

Словообразовательная схема здесь нестандартна. Обычно фамилии на «-ов/-ев» образуются от полных прилагательных (Чернов — от «чёрный»), но Черноуз — это сращение двух основ, как в фамилиях Чернобров, Черноглаз. Суффикс «-ов» присоединился уже к готовому прозвищу, указав на принадлежность: «сын Черноуза». Встречается и вариант Черноузов, где суффикс «-ов» удвоен, что встречается реже.

По географии фамилия тяготеет к южнорусским и украинским землям, особенно к бывшей Черниговской губернии и Полтавщине. Там слово «уз» в значении «овраг» или «балка» было в ходу. У украинцев фамилия могла звучать как Чорноуз, с характерным «і» на месте «е». Встречаются и польские следы: в шляхетских гербовниках XVI–XVII веков упоминается род Черноуз (Czarnouz) из Волынского воеводства, что указывает на возможное шляхетское происхождение части носителей.

В словаре Б. Унбегауна эта фамилия не разбирается отдельно, но по типу образования она близка к группе «цветовых» прозвищ с дополнительным признаком. В труде В. Никонова «География фамилий» Черноуз отмечена как редкая, с концентрацией на стыке русских и украинских диалектов. Споров о происхождении почти нет: все исследователи сходятся на композите «чёрный» + «уз», расходясь лишь в толковании второго компонента.