Фамилия Черновцева принадлежит к распространённому типу русских фамилий, образованных от прозвищ или мирских имён. Её основа — прилагательное «черновой» или существительное «чернец», но точное значение зависит от того, какой вариант считать исходным.

Самый вероятный корень — слово «чернец» (монах, инок). В старину так могли называть человека, носившего тёмную, чёрную одежду, либо того, кто вёл аскетичный, уединённый образ жизни, даже не будучи постриженным в монахи. От «чернец» образовалась форма «черновец» (житель села Черново или человек с тёмными волосами), а затем, через притяжательный суффикс -ев, появилась фамилия Черновцев. Женская форма Черновцева — это вариант по мужу или отцу.

Менее вероятная, но возможная версия — связь с прилагательным «черновой» (черновик, нечистовой). В этом случае прозвище Черновой мог получить писец, переписчик книг, работавший с черновиками, или человек, занимавшийся черновой, грубой работой. Однако такая трактовка встречается реже: суффикс -ев типичен для фамилий от имён и прозвищ на -ец, а не от прилагательных.

Фамилия Черновцев (и Черновцева) относится к «патронимическим» — она указывает на прямого предка: «сын Черновца» или «дочь/жена Черновцева». Географически фамилия встречается в центральных и южных областях России, особенно в Воронежской, Ростовской областях и на Кубани, где были распространены прозвища по внешности и быту. Встречается она и на Украине, в варианте Черновець.

С точки зрения словообразования, фамилия прошла путь: корень черн- → суффикс -ец (указывает на лицо) → суффикс -ов (принадлежность) → окончание -а (женский род). Это типичная модель для русских фамилий, возникших в XVI–XVII веках, когда крестьянам и посадским людям начали массово давать фамилии по отцу или деду. Социальный статус первых носителей, скорее всего, был крестьянским или мещанским — дворянские роды с такой фамилией не известны.