Фамилия Ключникова образована по самой распространённой в русском языке модели: к основе мужской фамилии Ключников добавлен суффикс -а, указывающий на принадлежность женщине (жене или дочери). Мужской вариант — Ключников. В центре фамилии лежит слово «ключник». Так на Руси называли слугу или управляющего, который заведовал продовольственными запасами в доме или поместье и носил при себе ключи от кладовых, амбаров и погребов. Должность ключника была ответственной и доверялась только проверенным людям, поэтому прозвище Ключник могло стать родовым и закрепиться за потомками.

Существует и другая версия — топонимическая. В Тамбовской области есть село Ключи, и выходец оттуда мог получить прозвище Ключник, а затем и фамилию Ключников. Однако эта гипотеза менее убедительна: прозвища по названиям сел обычно оформлялись суффиксами -ский/-цкий (Ключевский), тогда как Ключников прямо указывает на занятие. Кроме того, слово «ключи» в значении «родники» встречается во многих регионах, но фамилия Ключников не привязана к какой-то одной местности — она распространена по всей центральной России.

В словообразовательном плане фамилия прозрачна: корень «ключ-», суффикс действующего лица «-ник» и патронимический суффикс «-ов». Получается цепочка: ключник → Ключник (прозвище) → Ключников (сын ключника) → Ключникова. Среди однокоренных фамилий — Ключарёв, Ключарский, Ключников, но вариант с суффиксом -ник встречается чаще, так как в русской бытовой лексике слово «ключник» вытеснило более архаичное «ключарь». Таким образом, фамилия Ключникова — это прямое указание на род занятий предка, который был не просто хранителем ключей, а человеком, отвечавшим за хозяйственные припасы.