Фамилия Клементинов — редкая и книжная. Она не от прозвища или ремесла, а от полного церковного имени Клементин, которое восходит к латинскому Clemens — «милостивый», «снисходительный». Такие фамилии часто давали в духовных училищах и семинариях: будущему священнику при поступлении нередко меняли бытовую фамилию на более благозвучную, образованную от имени святого или латинского корня. Так Клементинов мог появиться у сына или внука человека, носившего имя Клементин, но скорее — у воспитанника, которого записали «по-учёному».

Суффикс -ов указывает на принадлежность: «чей?» — Клементинов, то есть сын или потомок Клементина. В русской среде имя Клементин встречалось редко, чаще использовали его краткую форму Клементий или простонародный вариант Клим. Поэтому фамилия Клементинов — признак не крестьянского или купеческого рода, а скорее духовного сословия. В XIX веке в семинариях практиковали «переделку» фамилий: Иван мог стать Иоанновым, а Клим — Клементиновым.

У этой фамилии есть и другой возможный корень — от западноевропейской фамилии Clementin, которую могли русифицировать при переселении. Но для России версия с семинарским происхождением правдоподобнее: фамилия почти не встречается в старых писцовых книгах, зато фиксируется в списках выпускников духовных академий.

Однокоренные варианты — Клементьев, Клементинский, Клементьевский. Все они редки и несут отпечаток искусственного, кабинетного словообразования. Носитель фамилии Клементинов почти наверняка имеет предка, связанного с церковью или учебным заведением при ней.