Фамилия Цеморин — редкая и неочевидная с точки зрения происхождения. Её основа, «Цемор», не встречается в современных русских именах и нарицательных словах, поэтому основная версия — прозвищная или топонимическая.

Наиболее вероятно, что в основе лежит слово «цемор» — искажённое или диалектное название ремесла или характерного действия. В южнорусских и украинских говорах «цеморить» могло означать «ворчать, брюзжать» или «нудно просить». Тогда Цемор — прозвище ворчливого или назойливого человека. Суффикс -ин указывает на принадлежность: «чей?» — Цеморин, то есть сын или потомок Цемора. Такая модель образования (прозвище + -ин) типична для русских фамилий XVI–XVII веков, особенно в среде крестьян и посадских людей.

Менее распространённая, но правдоподобная версия — связь с географическим названием. На карте России и Беларуси встречаются топонимы, созвучные «Цемор»: например, хутор Цеморы в бывшей Витебской губернии или урочище Цеморино в Псковской области. В этом случае фамилия могла возникнуть у человека, который переехал из такого места: «Цеморин» — «выходец из Цемор». Учитывая редкость фамилии, эта версия подкрепляется тем, что большинство носителей Цемориных исторически фиксируются именно в западных и северо-западных регионах России — Псковщине, Смоленщине, а также в Беларуси.

Словообразовательно обращает на себя внимание суффикс -ин, а не -ов. Это нередко указывает на то, что прозвище или имя предка оканчивалось на -а или -о (Цемора, Цеморо), либо на мягкий согласный. В любом случае, фамилия недворянская: в списках столбовых дворян она не встречается, что подтверждает её происхождение из крестьянской или мещанской среды.

Единственное, что можно сказать с уверенностью: Цеморины — носители фамилии с очень узким ареалом и, скорее всего, с общим корнем в одном из западных регионов бывшей Российской империи.