Фамилия Джемодинова — редкий случай, когда географическая привязка почти наверняка перевешивает этимологическую. Перед нами типичная «географическая» фамилия, образованная по русской модели с суффиксом -ов от названия населённого пункта. Основа «Джемодин-» указывает на топоним, скорее всего, на село или реку с похожим названием. Такие фамилии давали переселенцам: человек, покинувший родное Джемодино, становился Джемодиновым для новых соседей.

Сам топоним «Джемодин» (или «Джамодин») имеет явные тюркские корни. В языках тюркской группы «джам» или «джем» может означать «стекло» или «сосуд», а суффикс -дин указывает на принадлежность. Более правдоподобная версия связывает основу с личным именем или прозвищем — например, «Джемодин» как вариант имени Джамалдин (от арабского «красота веры»), распространённого у народов Кавказа и Поволжья. В таком случае фамилия буквально означает «потомок Джемодина».

Суффикс -ов в русской ономастике типичен для фамилий, возникших в центральных и южных регионах России, где активно шло взаимодействие с тюркским населением. Носители фамилии Джемодинова, скорее всего, имеют корни в Поволжье, на Урале или в Предкавказье — зонах, где русские фамилии нередко вбирали в себя мусульманские имена.

Интересно, что фамилия не получила широкого распространения. В современных базах данных она встречается единично, что говорит о её локальном происхождении: возможно, цепочка «деревня Джемодино — фамилия Джемодинов» замкнулась на одной семье или небольшой группе родственников. Других версий, кроме топонимической и антропонимической (от личного имени), у этой фамилии нет — попытки связать её с русским словом «джем» или итальянскими корнями не выдерживают критики.