Фамилия Пензняк — редкий случай, когда географическая привязка очевидна, а вот способ образования заставляет задуматься. В основе почти наверняка лежит название города Пенза, но суффикс -няк указывает на иную модель, чем привычные «пензенец» или «пензяк». В русских фамилиях суффикс -няк обычно обозначает принадлежность к местности по характерному признаку: «лесняк» (лесной житель), «поляк» (житель поля), «степняк». Пензняк, таким образом, — это «житель Пензы» или «выходец из Пензенского края», но с оттенком прозвища, а не официального именования жителя.

Вторая, менее вероятная версия отталкивается от диалектного слова «пензя» — так в некоторых говорах называли ленивого или медлительного человека. Однако эта гипотеза слабая: фамилия слишком точно ложится на название крупного города, чтобы считать её случайным совпадением. К тому же модель с -няк для прозвищ по характеру нехарактерна — такие фамилии обычно образуются через суффиксы -к(а) или -ух(а).

Фамилия Пензняк могла возникнуть в двух случаях. Первый — у переселенца, который перебрался из Пензенской губернии в другое место и получил прозвище по старому месту жительства. Второй — у человека, который жил на землях, принадлежавших Пензе, но формально не считался горожанином. В пользу этого говорит и то, что фамилия встречается не столько в самой Пензе, сколько на Украине и в южных областях России — туда в XIX веке активно переселялись крестьяне из центральных губерний.

Словообразовательно фамилия прозрачна: корень «Пенз-», суффикс «-няк» (аналог суффикса «-як» в фамилиях Сибиряк, Поляк). Ударение, скорее всего, падает на последний слог — Пензня́к, хотя в устной речи встречаются варианты. По сословной принадлежности носители почти наверняка были крестьянами или мещанами: дворянские фамилии такой модели редки и обычно имеют книжное происхождение.

В словарях и справочниках фамилия Пензняк не упоминается у Унбегауна или Веселовского — это указывает на её позднее оформление и локальный характер. Она не попала в массовые переписи, что делает её особенно ценной для семейной истории: каждый носитель, скорее всего, ведёт род от небольшой группы переселенцев, а не от случайного совпадения прозвищ.