Фамилия Земплени — почти наверняка не русская по происхождению, а польская или белорусская. Её основа — слово «ziemia» (земля) в древней польской или западнорусской форме «земпля». Суффикс «-ени» указывает на притяжательное значение: «чей-то, относящийся к кому-то». Получается, что буквально фамилия означает «земляной» или «принадлежащий земле». Но в реальности прозвище Земпля (или Земпло) могло относиться к человеку, который жил на чужой земле — арендатору, крестьянину-однодворцу, либо к тому, кто обрабатывал надел, принадлежавший не ему, а помещику. В польской ономастике такие фамилии на «-ени» часто давали людям, чья профессия или социальный статус были связаны с землёй: землемеру, крепостному, батраку.

Встречается вариант написания «Ziempleni» — в польском языке буква «z» читается как «з», а «ie» даёт мягкое «е». В русских документах фамилия могла искажаться: Земпленев, Земплин, Земплянский. Географически фамилия тяготеет к западным регионам бывшей Речи Посполитой — современным Польше, Беларуси, а также к исторической Малороссии. В России она редка, но могла попасть в списки дворянства или мещанства после разделов Польши.

Спорная версия: некоторые исследователи выводят фамилию от венгерского топонима «Земплен» (Zemplén) — историческая область на северо-востоке Венгрии. Но это маловероятно для русскоязычного носителя: фамилии от венгерских названий единичны и обычно связаны с переселением в XVIII–XIX веках. Польское происхождение надёжнее: суффиксальная модель «-ени» типична именно для польских фамилий от прозвищ (ср. Камени, Демби, Лисовски).

По сословной принадлежности предки Земплени, скорее всего, были крестьянами или мелкими шляхтичами, которые владели землёй на правах чинша (аренды). В польских метриках XVIII века встречаются записи о людях с такой фамилией в окрестностях Белостока и Гродно. В России фамилия не получила распространения, поэтому найти известных носителей в истории почти невозможно — это редкая локальная фамилия, не попавшая в справочники титулованных родов.