Фамилия Паземин образована от прозвища или именительного прозвища Пазема. В её основе лежит диалектное слово «пазём» или «пазема». В русских говорах так называли нижний слой земли, подпочву, а также перегной, навоз, удобрение. В переносном смысле прозвище Пазема могли дать человеку, который работал с землёй, — крестьянину, землепашцу, либо тому, кто жил в низменной, сырой местности.

Суффикс -ин указывает на принадлежность: Паземин значит «сын Паземы» или «из рода Паземы». Это типичная модель русских фамилий, образованных от прозвищ, оканчивающихся на -а. В отличие от фамилий на -ов/-ев, которые чаще встречаются на севере и в центральной России, фамилии на -ин распространены повсеместно, но особенно характерны для южнорусских и западнорусских областей.

Более редкая версия связывает прозвище с глаголом «пазить» — делать пазы, выбирать желобки. В этом случае Паземой могли назвать плотника или столяра, работавшего с деревянными соединениями. Однако первая версия — земледельческая — кажется более правдоподобной, учитывая, что в основе лежит именно существительное «пазём», а не глагольная форма.

Однокоренных фамилий немного: Паземов, Паземкин — все они восходят к тому же корню и говорят о крестьянском происхождении носителей. Встречается фамилия преимущественно в центральных и южных регионах России, но не относится к числу широко распространённых.