Фамилия Чилидзе — типичный пример грузинской родовой модели на -дзе. В грузинской ономастике суффикс -дзе (буквально «сын») — самый распространённый патронимический показатель, особенно в Западной Грузии. Он присоединяется к личному имени, прозвищу или профессиональному названию. В случае с Чилидзе основа «чили» требует отдельного разбора.

Самое вероятное объяснение корня — от грузинского слова «чили» (ჭილი), которое переводится как «колючка», «шип» или «терновник». Прозвище Чили могли дать человеку с колким, язвительным характером, либо тому, кто жил в зарослях колючих кустарников. В грузинской антропонимике прозвища от растений и их свойств встречаются часто, и «чили» в этом ряду не исключение.

Менее распространённая версия связывает фамилию с тюркским или арабским словом «чили» — «мелкий» или «незначительный». Но для грузинской фамилии такое заимствование менее органично, к тому же слово «чили» в значении «колючка» фиксируется в грузинских диалектах и имеет прямые параллели с другими кавказскими языками. Поэтому версия с «колючкой» выглядит убедительнее.

Фамилия Чилидзе распространена в основном в регионах Западной Грузии — Имеретии, Гурии, Самегрело. Встречается и в Аджарии. Носители фамилии традиционно принадлежали к крестьянскому сословию, но встречались и среди духовенства. В дворянских родословных книгах Российской империи Чилидзе не значились — это указывает на их происхождение из свободных крестьян или мелких землевладельцев, не имевших княжеского титула.

В русском языке фамилия склоняется по правилам существительных мужского рода на -е: Чилидзе, Чилидзе, Чилидзе. У женщин фамилия остаётся неизменной. В Грузии, где фамилии на -дзе сохраняют архаичную форму, Чилидзе — одна из тех, что сразу указывает на западно-грузинские корни и на то, что предок носителя получил своё прозвище за характер или место обитания, а не за ремесло или знатное происхождение.