Фамилия Кльонова — один из тех случаев, где написание обманчиво, а корень неочевиден. На первый взгляд хочется связать её с деревом «клён», но буква «ь» подсказывает иное. «Кль» — это искажённое или диалектное произношение слова «клык». В старых русских говорах, особенно в северных и сибирских, слово «клык» звучало как «кльк» или «клёк» (ср. «клёкнуть» — ударить). Отсюда и прозвище Кльон — человек с большими, выдающимися зубами, либо, в переносном смысле, агрессивный, «кусачий» по характеру. Так что основа фамилии — не ботаническая, а анатомическая.

Суффикс -ов- указывает на типичную русскую патронимическую модель: Кльонов — сын Кльона. Вариация с окончанием -а (Кльонова) — женская форма, но в современном употреблении так чаще всего записывают фамилию за женщинами, а за мужчинами закреплён вариант Кльонов. Встречается написание с одной «н» (Кленова), но это уже ошибочное упрощение: если бы корень был от «клён», фамилия писалась бы через «ё» и без мягкого знака — Клёнов.

Географически фамилия редкая. Основные очаги — Вологодская и Архангельская области, а также Забайкалье, куда переселенцы принесли северный говор. В дореволюционных переписях носители фамилии Кльоновы числились в основном среди государственных крестьян и мещан. Ремесло предка могло быть любым, но прозвище Кльон, скорее всего, дали за внешность — это одна из древнейших категорий русских прозвищ, идущая ещё от домосковской эпохи.