Фамилия Землин образована от прозвища или личного имени Земля. Скорее всего, основателем рода был крестьянин-земледелец, чья жизнь была неразрывно связана с обработкой земли. Однако не исключено, что прозвище Земля мог получить и богатый человек, владевший большими наделами. В обоих случаях прозвище указывало на главный ресурс в жизни человека — на ту самую землю, которая его кормила или составляла его богатство.

Словообразовательная модель типична для русских фамилий: к основе «Земл-» добавили суффикс принадлежности «-ин». Форма Землин буквально означает «сын Земли» или «человек из семьи Земли». Такой патронимический суффикс чаще встречался в северных и центральных областях России, в отличие от южных районов, где предпочитали суффикс «-ов». Поэтому географически фамилия тяготеет к тверским, ярославским или владимирским землям.

Известен дворянский род Землиных, который восходит к XVIII веку и внесён в VI часть родословной книги Тверской губернии. VI часть — это «древнее благородное дворянство», то есть род, доказавший своё дворянское происхождение за сто лет до указа Петра I. Это значит, что предки тверских Землиных владели поместьями и крестьянами ещё в XVII веке. Но основная масса носителей фамилии — это, конечно, не дворяне, а государственные или помещичьи крестьяне, получившие фамилию по прозвищу своего предка.

В ономастике встречается и другая версия: фамилия могла произойти от названия населённого пункта вроде Землино или Землянск. Таких сёл и деревень в России несколько десятков, особенно в Черноземье. В этом случае предок Землин — выходец из такого места, то есть «землинский» со временем сократилось до «Землин». Но это менее вероятно, потому что в говорах переселенцев чаще сохраняли полную форму на «-ский».