Фамилия Космогорова — женская форма, а мужская — Космогоров. В её основе лежит прозвище Космогор. Его давали человеку, который жил неподалёку от Косматой горы. Слово «косматый» означает «лохматый, всклокоченный» или «густоволосый». В названии Косматая гора оно, скорее всего, употреблялось в переносном смысле — как синоним выражения «поросший густой растительностью».

Урочище с таким названием есть в Брянской области, но топонимы Косматая гора могли встречаться на Руси повсеместно. Подобные названия, указывающие на густоту или отсутствие растительности на холме, не уникальны: известно немало холмов, именуемых Лысой горой. Поэтому сейчас невозможно точно сказать, выходцем из какой именно местности был основатель рода Космогоровых.

Прозвище Космогор образовано сложением двух основ: «космат(ый)» и «гора». Суффикс -ов в фамилии указывает на принадлежность: Космогоров буквально означает «сын Космогора». Такая модель типична для русских фамилий, возникших из прозвищ или мирских имён.

Среди однокоренных фамилий — Косматов, Космачёв, Космынин. Все они восходят к тому же корню «косм-», связанному с густыми волосами или растительностью. Фамилия Космогорова встречается редко, что делает её особенно ценной для тех, кто ищет свои корни.