Фамилия Клонин образована от прозвища или нецерковного имени Клоня, Клона. В русской ономастике это слово связывают с глаголом «клонить» — гнуть, нагибать, склонять. Прозвище Клоня могли дать человеку сутулому, сгорбленному, ходящему внаклонку. Такие прозвища по внешнему признаку — одни из древнейших в русской среде, они закреплялись за человеком и переходили к его детям без изменений.

Суффикс -ин указывает на принадлежность: Клонин буквально означает «сын Клони» или «человек из рода Клони». Это так называемая «посессивная» модель, типичная для русских фамилий, образованных от основ на -а, -я. В этом смысле Клонин стоит в одном ряду с такими фамилиями, как Пушкин, Ильин, Фомин.

Менее распространённая версия выводит основу от диалектного слова «клон» — в некоторых говорах так называли отлогий склон, косогор. В этом случае прозвище Клоня мог получить житель у склона, на косогоре. Версия правдоподобна, но уступает первой по частоте: прозвища по месту жительства обычно оформлялись суффиксами -ский/-ской, а не -ин.

Фамилия встречается в центральных областях России, особенно в Тверской и Псковской губерниях, где фиксировались крестьянские и мещанские роды Клониных. В XIX веке носители фамилии не относились к дворянству — это фамилия крестьянского или посадского происхождения. Словарь Б. Унбегауна не выделяет Клонина в отдельную статью, но модель образования полностью укладывается в описанную им схему русских фамилий на -ин от личных прозвищ.

Родственная фамилия — Клонов, образованная по другой модели (от основы на твёрдый согласный). Если Клонин — это «чей?», то Клонов — «чей?» от формы Клон. Обе фамилии восходят к одному корню, но Клонин встречается реже и сохраняет более архаичную словообразовательную форму.