Фамилия Клементова — женская форма фамилии Клементов, и в основе её почти наверняка лежит крестильное имя Клемент. Это латинское имя Clemens означает «милостивый», «снисходительный». В православных святцах оно закрепилось в форме Климент, отсюда и более привычные нам Климентов, Климентьев, Клементьев. Форма Клементов — вариант с сохранением исходного латинского корня, что встречалось в среде духовенства и образованных горожан, где имя записывали ближе к первоисточнику.

Суффикс -ов в основе указывает на типичную русскую патронимическую модель: Клементов — буквально «сын Клемента». Фамилия эта не самая частотная, но и не редкая; её география широка, но чаще встречается в северных и центральных областях России, где приходские записи могли фиксировать имя в такой форме.

Интересно, что в некоторых случаях Клементов мог образоваться не напрямую от имени, а от прозвища Клемент, которое давали человеку мягкого, «милостивого» нрава. Но это скорее вторичная версия: основная масса носителей получила фамилию по имени отца, носившего редкое для крестьянской среды «учёное» звучание имени.

Среди дворянских родов фамилия Клементов не числится; это, как правило, фамилия духовного или мещанского сословия. Иногда её путают с однокоренной Клементьевой, но разница в написании как раз и отражает, по какой традиции — церковнославянской или латинской — записали имя предка.