Фамилия Чорнобук — один из тех случаев, когда написание прямо указывает на украинское или белорусское происхождение. В русском языке на слух она звучала бы как «Чернобук», но буква «о» в первом слоге (Чорно-) — это фонетическая особенность южнорусских и западных говоров, где «о» не переходит в «е» под ударением. То есть перед нами не опечатка и не случайное искажение, а живая диалектная форма, закреплённая в документе.

Основа фамилии составная: «чорно-» (чёрный) и «-бук». Вторая часть — «бук» — может отсылать к дереву (бук) либо к древнему слову «бук» в значении «письмо, грамота» (сравните с «буква»). Первая версия, с деревом, выглядит прозрачнее: «Чорнобук» — это прозвище человека по цвету тёмной коры бука или, скорее, по месту жительства у чёрного букового леса. Вторая версия, с грамотой, сложнее: «чёрный бук» могло означать «плохое письмо» или «неграмотная запись», но такое прозвище для человека маловероятно — скорее оно бы относилось к документу или книге.

Модель образования типична для украинских и белорусских фамилий: прозвище из двух корней без добавочного суффикса. Фамилия не получила типичного русского окончания -ов (Чорнобуков), что говорит о её более раннем закреплении в среде, где фамилии оформлялись как чистые прозвища. Носители фамилии Чорнобук, скорее всего, происходят из западных областей Украины или юго-востока Беларуси — регионов, где бук растёт в лесах, а диалектная форма «чорно-» является нормой.

Если отталкиваться от реалий XVIII–XIX веков, предок с такой фамилией мог быть крестьянином или казаком, жившим вблизи буковой рощи, или лесорубом, которому дали прозвище за тёмный цвет кожи или одежды. Сословная принадлежность, скорее всего, крестьянская или мещанская — дворянские фамилии с таким корнем в источниках не встречаются.