Фамилия Земенцкий — одна из тех, где корень не бросается в глаза, а суффикс подсказывает географию. Это типичная фамилия польско-белорусского или западнорусского происхождения, образованная по модели на -цкий (вариант -ский). Такие фамилии чаще всего указывали на владельческое прозвище по названию поместья или местечка: «князь такой-то» или «пан из такой-то местности».

Основа Земенц- восходит к польскому слову ziemia — «земля». Но не в хозяйственном, а в топонимическом смысле. Скорее всего, фамилия произошла от названия населённого пункта вроде Земенцице, Земенцы или Земенц. Такие топонимы встречаются в исторической Польше и на землях бывшей Речи Посполитой (современные западные области Украины и Беларуси). Человек, получивший фамилию Земенцкий, был либо выходцем из такого села, либо владел им.

Есть и более редкая версия: от прозвища Земенец — «земляк», «человек с одной земли». В старых документах так могли назвать переселенца, чтобы отличить от местных. Но суффикс -цкий в этой модели почти всегда указывает на дворянское или шляхетское происхождение, а не на крестьянское прозвище. Поэтому первая версия — топонимическая — выглядит убедительнее.

В русском языке фамилия могла изменить ударение: в польском варианте оно падало на второй слог (Земе́нцкий), а в русском нередко смещается на первый (Зе́менцкий). В дореволюционных метрических книгах встречается и написание через «а» — Заменцкий, что связано с аканьем.

Фамилия редкая, не входит в сотни самых распространённых. Её носители — в основном потомки мелкой шляхты или однодворцев, которые после разделов Речи Посполитой оказались в составе Российской империи и сохранили фамильную форму на -цкий, характерную для служилого сословия.