Фамилия Чорнозуб выделяется своей прозрачной внутренней формой: в её основе лежит украинское или южнорусское прилагательное «чорний» (чёрный) и существительное «зуб». Это типичное прозвище по внешнему признаку — так могли назвать человека с чёрными, испорченными или отсутствующими зубами, либо, реже, с металлическим зубным протезом тёмного цвета. В народной среде прозвища такого рода давались без злого умысла, по заметной особенности внешности.

Модель образования фамилии — бессуффиксная, что характерно для украинской ономастики. В русском языке подобные прозвища обычно обрастали суффиксами -ов или -ин (Чернозубов), но украинская традиция нередко оставляла основу в чистом виде, превращая прозвище в фамилию напрямую. Поэтому Чорнозуб — это фамилия, скорее всего, украинского или кубанского происхождения, где смешались южнорусские и украинские говоры.

Сравнение с однокоренными фамилиями подтверждает эту географию. Чернозубов встречается повсеместно в России, а Чорнозуб — вариант, закрепившийся на территориях с сильным украинским влиянием: на Слобожанщине, в Причерноморье, на Кубани. Интересно, что фамилия могла возникнуть и как прозвище мастера-зубодёра или кузнеца, вставлявшего зубы, — «чорний зуб» иногда называли металлический протез, который в XIX веке делали из железа или стали.

Сословное происхождение фамилии — крестьянское или казачье. В реестрах Войска Запорожского или в метрических книгах южных губерний Чорнозуб мог значиться как рядовой казак или мещанин. Дворянских родов с такой фамилией не зафиксировано: слишком конкретное прозвище для бытовой среды, не связанное с землевладением или службой.