Фамилия Куземкин образована от имени Куземка — народной, обиходной формы крестильного имени Косма. В русской традиции это имя обросло множеством производных: Кузьма, Куземка, Кузя, и фамилия Куземкин закрепилась за потомками человека, которого в быту звали именно Куземкой. Исходное греческое слово «косма» означает «мир, порядок, мироздание» и «украшение», так что значение фамилии уходит корнями в эти понятия, хотя для крестьянской среды XVIII–XIX веков смысл был скорее родовым, чем философским.

Словообразовательная модель здесь простая и типичная для восточнославянских фамилий: суффикс -ин указывает на принадлежность («чей?» — Куземкин, то есть сын или потомок Куземки). Такие фамилии чаще всего встречались в среде крестьян и мещан центральной России, где имя Кузьма было одним из самых распространённых. В словаре Б. Унбегауна подобные образования описываются как патронимы второго порядка, где основа — не полное каноническое имя, а его разговорный вариант.

Интересная деталь: фамилия Куземкин нередко соседствует с однокоренными Кузьминым, Кузёмкиным, Куземкиным. Разница в написании (через «ё» или «е») могла возникнуть из-за местного произношения или ошибок писаря при записи в ревизских сказках. В некоторых говорах «Кузьма» звучало как «Кузьма», а уменьшительная форма «Куземка» давала фамилию с ударением на второй слог — Кузе́мкин.

Географически фамилия тяготеет к регионам, где имя Кузьма было особенно популярно: Пензенская, Тамбовская, Рязанская губернии. Встречается она и в казачьих областях, но реже. Поскольку имя Косма в православных святцах связано с мучениками и святыми (например, святые Косма и Дамиан), фамилия не несёт прозвищного или ремесленного оттенка — это чистый патроним, без дополнительной семантической нагрузки.