Фамилия Джемадинова — редкий случай, когда географический разбор важнее морфологического. Это почти наверняка фамилия тюркского или кавказского происхождения, образованная по русской модели через суффикс -ов/-ев, который в женском роде даёт окончание -а. Мужской вариант — Джемадинов.

Основа фамилии — личное имя Джемадин (варианты: Джемаледдин, Джамалуддин). Это сложносоставное арабское имя, популярное у мусульманских народов: «Джамаль ад-Дин» — «красота веры» или «совершенство религии». В тюркской и кавказской среде (особенно у татар, кумыков, азербайджанцев, народов Дагестана) такие имена часто усекали до более кратких форм: вместо Джамалуддин — Джемадин. Фамилия, соответственно, означает «потомок (или сын) Джемадина».

Главная отличительная черта — оглушение начального звука: «Дж» вместо более привычного «Дж» или «Ж» в русской передаче. В некоторых диалектах арабское «дж» произносится твёрже, ближе к «г» или «к», но здесь мы видим именно аффрикату «дж», что характерно для азербайджанского, кумыкского или ногайского языков. Если бы фамилия была татарской, скорее всего, писали бы «Джамалов» или «Джамалетдинов».

В русской среде фамилия закрепилась в XIX–XX веках, когда представители мусульманских народов Российской империи получали паспорта и фамилии по отцу. Женская форма Джемадинова не является самостоятельной фамилией — это грамматический вариант, обозначающий жену или дочь Джемадинова. В современной России она встречается преимущественно в Дагестане, Чечне, Астраханской области и среди тюркских диаспор в крупных городах.