Фамилия Гуземина — женская форма фамилии Гузёмин, и её разбор стоит начать с мужского варианта. Основа фамилии — прозвище или некалендарное имя Гузя, Гуземя или Гузёма. В русских говорах слово «гузя» имело несколько значений: так могли называть плаксу, неряху или, напротив, ворчуна. Встречается и диалектное «гуз» — задняя часть, круп, что могло стать прозвищем медлительного или неуклюжего человека. Однако суффикс -ем-/-ём- в основе (Гузём-а) указывает скорее на уменьшительно-ласкательную или пренебрежительную форму: Гузя → Гузёма, как дядя → дядёма или тётя → тётёма. Такая модель характерна для севернорусских и сибирских говоров, где суффикс -ём(а) добавляли к личным именам и прозвищам.

Сам же суффикс -ин в фамилии Гузёмин — классический русский патроним, указывающий на принадлежность: «чей?» — Гузёмин, то есть сын Гузёмы. По этой модели образованы тысячи русских фамилий от прозвищ на -а/-я (Путя → Путин, Фома → Фомин). Поэтому предок носителей фамилии, скорее всего, был человеком с прозвищем Гузёма — невысокого роста, суетливый или, наоборот, медлительный, в зависимости от местного значения слова.

Географически фамилия редкая. Встречается в основном в центральных и северных областях России, но массового распространения не получила. В дореволюционных источниках Гузёмины могли быть крестьянами или мещанами — фамилия недворянская, без родового герба. Написание через «ё» (Гузёмин) в быту часто заменялось на «е» (Гуземин), что закрепилось в паспортах советского времени, когда букву «ё» игнорировали. Поэтому варианты Гузёмин и Гуземин — это одна и та же фамилия, разница только в орфографии.

Единственное, что можно сказать о значении с уверенностью: фамилия не имеет отношения к тюркским или финно-угорским корням, как иногда предполагают из-за необычного звучания. Это чисто славянское образование от русского прозвища, и её носители — потомки человека, которого в деревне звали Гузёмой.