Фамилия Несмеянов образована от прозвища Несмеян. В старину так называли сурового, неулыбчивого человека. Это прозвище давали не в укор, а как меткую бытовую характеристику: человек, который редко смеётся, держится строго и степенно. Отчество от этого прозвища — Несмеянов — и закрепилось в качестве фамилии у потомков.

Письменные источники сохранили однокоренные именования с конца XV века. В актах, собранных С. Б. Веселовским, упоминаются: Несмеян Чаплин, арзамасский писец (1620 год); Несмеян Жехов, стрелецкий сотник (1622 год); Иван Несмеянов (конец XV века, Суздаль); Несмеянец Блеклого (1550 год, Ярославль); Лукерья Федоровна Несмеяна Погребинская (1606 год). Как видно, прозвище бытовало в разных слоях общества — от писцов и сотников до помещиков, причём встречалось и у женщин.

Словообразовательная модель проста и прозрачна: суффикс -ов присоединялся к основе прозвища, образуя притяжательное прилагательное, отвечающее на вопрос «чей?». То есть Несмеянов буквально означает «сын Несмеяна», «принадлежащий Несмеяну». Такая модель — самая распространённая в русских фамилиях, она закрепилась в XV–XVII веках, когда отчества стали переходить в наследственные родовые именования.

Интересно, что прозвище Несмеян встречалось и в форме Несмеянец, как в ярославской записи 1550 года. Это уменьшительно-пренебрежительный или, скорее, уменьшительно-ласкательный вариант, который тоже дал жизнь отдельным фамилиям, например Несмеянцев. Сама же основа — отрицание «не» и глагол «смеяться» — в древнерусском языке была прозрачной, поэтому прозвище понималось без дополнительных толкований.

Среди известных обладателей фамилии — Андрей Николаевич Несмеянов (1911–1983), российский радиохимик, и Александр Николаевич Несмеянов (1899–1980), российский химик-органик, основатель научной школы по химии элементоорганических соединений. Оба — учёные с мировым именем, что делает фамилию заметной в истории отечественной науки.

Таким образом, потомок человека, обладающего прозвищем Несмеян, со временем получил фамилию Несмеянов. Она не связана ни с каким ремеслом или местностью, а отражает личную черту характера далёкого предка — сдержанность и серьёзность, которые в старину ценились не меньше, чем весёлый нрав.