Фамилия Пензиков — наглядный пример того, как географическое название превращается в фамилию через простое и логичное словообразование. В основе лежит название города Пенза, а суффикс -ик указывает на человека, оттуда родом. Пензик — это житель Пензы, уроженец этого города. Фамилия образована по типичной русской модели: сначала от названия места сделали прозвище или именование по месту жительства (Пензик), а затем добавили патронимический суффикс -ов, означающий «сын Пензика» или «принадлежащий Пензику». Таким образом, Пензиков — буквально «сын пензенца».

Интересно, что в старину прозвища по названиям городов не всегда давали тем, кто там родился. Часто так называли людей, которые долго жили в том городе, торговали с ним или носили характерные черты, связывающие их с местом. Поэтому предок носителя фамилии Пензиков мог быть не обязательно коренным пензяком, а, скажем, купцом, часто бывавшим в Пензе, или крестьянином, переехавшим оттуда в другую губернию. В пользу того, что фамилия возникла именно за пределами Пензенской области, говорит и её относительная редкость: если бы она была массовой в самом регионе, её носило бы гораздо больше людей.

Словообразовательная модель с суффиксом -ик (-иков) встречается у фамилий, образованных от названий других городов: Твериков (от Тверь), Рязаников, Москвиков. Однако Пензиков стоит немного особняком: название «пензик» звучит более фамильярно и даже уменьшительно по сравнению с нейтральным «пензенец». Возможно, в основе лежало неофициальное, народное прозвище жителя Пензы, которое закрепилось в качестве фамилии. В ономастических словарях эта фамилия обычно связывается именно с топонимом Пенза, и других правдоподобных версий — например, от неканонического имени Пензя или от диалектного слова — не прослеживается.