Фамилия Черняевская образована по одной из самых распространённых в польско-шляхетской и западнорусской традиции моделей — с суффиксом -ск-. В этой среде фамилии на -ский/-цкий первоначально указывали на владельческое или родовое поместье, а позже закрепились как дворянский маркер. Основа здесь — топоним Черняево или Черняев, которых в пределах бывшей Речи Посполитой и Российской империи десятки: от Черниговщины до Смоленщины. Таким образом, родоначальник Черняевских, скорее всего, владел землёй или жил в урочище с названием, производным от прозвища или имени Черняй.

Само прозвище Черняй — типичное для древнерусской антропонимии именование по внешнему признаку: «черный» в значении «смуглый», «темноволосый» или «чернобородый». В документах XV–XVII веков такие имена встречаются сплошь и рядом, причём не только у крестьян, но и у служилых людей. Например, в актах московских приказов упоминаются Черняевы — дети боярские и казаки. Фамилия Черняевская, следовательно, вторична: сначала возникло личное имя Черняй, от него — название деревни Черняево, а уже от неё — фамилия помещика или выходца из этой деревни.

Важно различать Черняевскую и более массовую фамилию Черняев. Финаль -ская выдает либо шляхетское происхождение (в польской огласовке — Czerniajewski), либо принадлежность к духовному сословию: семинаристы часто получали фамилии по названиям сёл, где служили их отцы. Если предки Черняевских были дворянами, их род мог быть записан в дворянские книги западных губерний — Минской, Могилёвской, Киевской. Если же фамилия семинарская, то её носители — выходцы из сельского духовенства, нередко с той же Черниговщины.

В написании фамилии встречаются варианты Черняевска, Черняевская и даже Черняевский (мужская форма). В русском языке женская форма закрепилась как неизменяемая, но в документах XIX века можно встретить колебания: «дворянин Иван Черняевский» и «его жена Черняевская». Это обычная для своего времени путаница между патронимической и топонимической моделями.

Среди современных носителей фамилии много людей творческих профессий, что косвенно подтверждает её «интеллигентское» происхождение: в советское время именно из дворянских и священнических родов выходила гуманитарная интеллигенция. Однако никаких громких исторических личностей с этой фамилией в энциклопедиях не зафиксировано — это редкая фамилия, и её носители, скорее всего, принадлежали к мелкопоместному дворянству или сельскому духовенству, не оставившему яркого следа в большой истории.