Фамилия Земайло — украинская по происхождению, образованная от прозвища, которое давали человеку по роду занятий. В основе лежит слово «земайло» — так в некоторых украинских говорах называли земского деятеля, то есть выборного представителя местного самоуправления.

Земства (земские учреждения) появились после земской реформы 1864 года. Они занимались просвещением, здравоохранением, строительством дорог и другими хозяйственными делами на местах. Земства просуществовали до 1918 года, когда их упразднили декретом Советского правительства. Прозвище Земайло, таким образом, указывает на профессию или общественную должность предка — он мог быть гласным земского собрания или служащим земской управы.

Словообразовательная модель фамилии — суффикс -айло (вариант -яйло), который в украинской ономастике часто использовался для образования прозвищ от глагольных или именных основ (сравните: ломайло, стригайло). В данном случае основа — «зем-» (от «земство»). Фамилия закрепилась в форме Земайло без дополнительных патронимических суффиксов, что характерно для украинских фамилий на -айло/-яйло.

Встречается фамилия преимущественно на территории Украины, особенно в её центральных и восточных областях, где земства играли заметную роль в общественной жизни. В России фамилия редкая, фиксируется в основном в южных регионах, граничащих с Украиной.