Фамилия Черныхова — женская форма фамилии Черныхов, а та, в свою очередь, образована от прозвища или имени Черных. Словообразовательная модель здесь чуть сложнее, чем кажется на первый взгляд. Если бы фамилия звучала как Черныхин, мы бы сразу увидели притяжательный суффикс -ин, типичный для фамилий от основ на -а/-я. Но здесь суффикс -ов, который обычно присоединяется к основам на твёрдый согласный. Как же так, если основа «Черных» заканчивается на -х? Разгадка в том, что Черныхов — это не прямое притяжательное прилагательное от имени Черных, а фамилия, возникшая от прозвища Черныхо. Такая форма встречалась в русских говорах: уменьшительное или пренебрежительное окончание -о вместо -а (ср. «Ванька» и «Ванько»). То есть Черныхо — это человек, которого называли «черненьким» или «смуглым», а его потомки стали Черныховыми.

В основе лежит прилагательное «чёрный» — одно из самых частых в русских прозвищах. Оно могло указывать на цвет волос, кожи или одежды, а в некоторых диалектах — на род занятий (например, «чёрный» в значении «простого» или «тяглового» крестьянина, несущего повинности). Встречается и вариант, где Черных — это форма от крестильного имени Чернец (редкое, но фиксируемое в святцах), но это менее вероятно: прозвищное происхождение для такой фамилии типичнее.

Географически фамилия Черныхов (и её женская форма) тяготеет к центральным и южнорусским областям, особенно к Курской, Воронежской, Тамбовской губерниям, где были распространены прозвища на -ых и их производные. В отличие от патронимических фамилий на -ов/-ев, которые в XIX веке стали массовыми у всех сословий, Черныховы чаще встречались среди крестьян и мещан, а не дворянства: прозвищная основа «чёрный» редко становилась основой для аристократической фамилии.

Родственные фамилии — Черных, Чернышов, Черняев, Чернов. Но Черныхова стоит особняком: она сохранила архаичную модель с суффиксом -ов при основе на -ых, что делает её своеобразным мостиком между двумя типами русских фамилий — «застывшими» родительными падежами (Черных) и стандартными патронимами (Чернов). Носительница этой фамилии может с уверенностью сказать, что её предки носили прозвище, связанное с тёмным цветом, и жили в регионах, где говорили на южнорусском наречии. Точных исторических дат появления фамилии нет, но по модели она сформировалась не позднее XVII века, когда такие образования стали фиксироваться в переписных книгах.