Фамилия Земяхин — редкий пример того, как в русской фамилии закрепилось название должности, а не просто профессии. В основе лежит прозвище Земяха, которым в ряде говоров называли земского деятеля — человека, служившего в земствах. Земства, введённые реформой 1864 года, были выборными органами местного самоуправления: они занимались школами, больницами, дорогами и другими насущными делами уезда или губернии. Просуществовали они до 1918 года, когда их упразднили советской властью.

Прозвище Земяха — не крестьянское, а скорее «чиновничье» или «общественное». Оно указывало на человека, который вёл земские дела, заседал в управе или просто был на виду у односельчан как представитель этой системы. Менее вероятно, что прозвище дали крестьянину-земледельцу: для этого существовали другие, более прямые именования, вроде Земледелец или Пахарь.

Словообразовательная модель типична для русских фамилий: суффикс -ин присоединился к основе Земях-, указывая на принадлежность («чей?» — сын Земяхи). Так из прозвища, обозначавшего род занятий предка, возникла фамилия Земяхин. Географически она могла закрепиться там, где земства играли заметную роль в жизни населения, — в центральных и южных губерниях России.