Фамилия Климентовы — одна из тех, что образованы напрямую от полной формы крестильного имени, без уменьшительных суффиксов. В основе лежит каноническое имя Климент (или Климентий), которое пришло на Русь вместе с православием из Византии. Греческое «клементос» означает «милостивый», а по другой версии — «виноградная лоза». Второе значение связано с христианским символизмом, но в быту имя чаще осмысляли как «милостивый, снисходительный».

Модель образования здесь — самая распространённая для русских фамилий: имя отца (Климент) плюс суффикс принадлежности -ов. Суффикс указывает на прямое родство: «чей?» — «Климентов сын». Со временем притяжательное прилагательное закрепилось как фамильное прозвище, а затем и наследственная фамилия. Интересно, что форма Климентов (а не Климентьев) говорит о том, что в основе лежала краткая, народная версия имени — Климент, без мягкого знака в середине. Это отличает её от фамилий, образованных от полной церковной формы Климентий (Климентьев).

Географически фамилия Климентовы встречается не повсеместно, а скорее тяготеет к центральным и южным регионам России, где имя Климент было более употребительным в крестьянской среде. В северных и сибирских говорах чаще встречались производные от уменьшительных форм — Климовы, Климкины.

С точки зрения социального контекста, Климентовы — это, скорее всего, потомки крестьян или посадских людей. Фамилия на -ов без дворянских приставок и без указания на сословную принадлежность типична для основной массы русского населения, получившего фамилии в XVIII–XIX веках. Никаких особых привилегий или исторических взлётов за этой фамилией не числится, что делает её типичным памятником бытовой ономастики — без вымысла, но с чёткой родовой памятью.