Фамилия Нежемлин — редкая, но прозрачная по устройству. Её основа — слово «нежемля» или «нежема», которое в русских говорах означало неженку, изнеженного, избалованного человека. Суффикс -ин указывает на принадлежность: Нежемлин — сын или потомок Нежемли. Такие прозвища давали не столько в укор, сколько в бытовом описании характера или привычек: кто-то в роду не любил тяжёлой работы, был привередлив в еде или одежде.

Модель образования типична для северных и центральных областей России: прозвище на -а (Нежема) плюс притяжательный суффикс -ин. В южных и западных регионах чаще встречался бы вариант Нежемленко, но фамилия сохранила именно великорусскую форму. Интересно, что корень «неж-» (от «нежить», «нежный») в прозвищах встречается нечасто — обычно такие фамилии образовывали от имён или профессий, а не от черт характера. Поэтому Нежемлин стоит в ряду с Неженцевым, Нежатиным и другими «характерологическими» фамилиями, которые давали людям с ярко выраженной особенностью.

В документах фамилия почти не встречается — это говорит о её локальном бытовании, возможно, в одной-двух деревнях или даже в одной крестьянской семье. Сословно, скорее всего, предки были крестьянами или посадскими людьми: в дворянской среде такие «бытовые» прозвища не приживались. Написание устойчивое, без вариантов — Нежемлин, а не Нежёмлин или Нежемлинъ, что указывает на позднюю фиксацию, уже после реформы орфографии.

Если копнуть глубже, можно вспомнить, что в некоторых говорах «нежема» означало не только неженку, но и человека, который «не жмётся», то есть не скупого, щедрого. Но основная версия — всё-таки изнеженность: прозвище закрепилось за тем, кто в глазах окружающих вёл себя слишком мягко или требовательно к быту.