Фамилия Новоземцов — один из тех случаев, когда географическое прозвище напрямую превратилось в фамилию, причём с довольно редким суффиксальным оформлением. В её основе лежит словосочетание «новая земля». Чаще всего так называли переселенца, который получил или освоил новый участок земли — «новоземца». В документах XVII–XVIII веков «новоземцами» называли крестьян, переселённых на пустующие земли (например, на южные окраины Русского государства или в Сибирь), а также первопоселенцев вновь открытых территорий. Прозвище Новоземец (или Новозем) было говорящим: оно указывало на человека, который «пришёл на новую землю», а не на коренного жителя.

Словообразовательная модель фамилии нестандартна. Обычно фамилии от прозвищ на -ец образуются через суффикс -ов: Кузнец → Кузнецов, Молодец → Молодцов. У Новоземцова мы видим цепочку: Новоземец → Новоземцов. Суффикс -ц- в основе сохраняется, и к нему добавляется патронимический -ов. Это более архаичный вариант, чем, скажем, возможная, но не закрепившаяся форма Новоземов. Такой тип встречается реже и говорит о том, что фамилия сложилась в среде, где прозвище на -ец было устойчивым и не переосмысливалось как имя на -ец → -ецов (ср. Плетнёв от Плетень, а не Плетенцов).

Географически фамилия тяготеет к северным и северо-восточным регионам России. Встречается в Вологодской, Архангельской, Кировской областях, а также в Пермском крае. Это логично: именно в Поморье и на Урале активно шло заселение «новых земель» в XVI–XVIII веках, и прозвище Новоземец было там особенно актуально. В центральных областях фамилия редка.

Иногда фамилию путают с Новоземским или Новоземельским, но это разные истории. Новоземельский — явно семинарская фамилия (от названия архипелага Новая Земля), а Новоземцов — прозвищная, крестьянская или посадская. По сословной принадлежности носители фамилии в основном были государственными или черносошными крестьянами, реже — однодворцами. Дворянской ветви с такой фамилией не зафиксировано.

Таким образом, если вы Новоземцов, ваши предки с большой вероятностью были первопроходцами или переселенцами, осваивавшими новые наделы на Русском Севере или в Приуралье. Фамилия прямо говорит об их занятии и статусе: они были не старожилами, а теми, кто «пошёл на новую землю».