Фамилия Земзюля — яркий пример того, как прозвище, данное по внешности, превратилось в наследственное родовое имя. В её основе лежит украинское или южнорусское слово «земзуля» или «зимзуля», которое означает «зяблик». Птица эта известна своим пёстрым, нарядным оперением, поэтому прозвище Земзюля могли дать человеку щеголеватому, любящему ярко одеваться, или же тому, кто напоминал зяблика голосом — звонким, но негромким.

Словообразовательная модель фамилии нестандартна для восточнославянской ономастики. Суффикс -я (в исходной форме Земзюля) характерен скорее для украинских и белорусских прозвищных фамилий, которые не склонялись по падежам как прилагательные. Однако в русской традиции такая фамилия могла закрепиться и как склоняемая. Если фамилия оканчивается на -я, то перед нами форма именительного падежа, которая могла принадлежать как мужчине, так и женщине (ср. Забияка, Соловья). В некоторых говорах слово «зимзуля» означало также иволгу, что подтверждает «орнитологическую» природу прозвища.

Географически фамилия тяготеет к западнорусским и украинским территориям. Встречается она нечасто, что говорит о локальном происхождении. В дореволюционных источниках (например, в метрических книгах Киевской и Волынской губерний) попадаются записи о крестьянах и мещанах с этой фамилией. Сословная принадлежность, скорее всего, была низкой: прозвища от названий птиц и животных редко давали дворянам, чаще — простым крестьянам или ремесленникам.

В написании фамилии возможны варианты: Земзуля, Зимзуля. Первый вариант с буквой «е» более характерен для украинской фонетики, где «и» в безударной позиции звучит ближе к «е» (так называемое «еканье»). Таким образом, фамилия Земзюля — это не искажение и не случайность, а точная запись того, как на слух воспринималось прозвище человека, похожего на зяблика.