Фамилия Змеищева — редкий случай, когда прозвище, лёгшее в основу, сохранило не просто зооморфный корень, а его увеличительную и экспрессивную форму. В отличие от распространённых Змеевых или Змиевых, здесь работает суффикс -ищ-, который в русском языке придаёт слову значение большой, страшной или вызывающей сильную эмоцию вещи. «Змеище» — это не просто змея, а огромная, чудовищная змея, почти мифический персонаж. Такое прозвище могли дать человеку за внешность (высокий, худой, с резкими чертами), за характер (злой, язвительный, «жалящий» словом) или за ремесло, связанное с уничтожением змей, — например, змеелову или знахарю, который заговаривал укусы.

Модель образования типична для русского Севера и центральных областей: суффикс -ев- присоединяется к основе прозвища (Змеищ-), образуя притяжательное прилагательное, которое затем субстантивировалось. Иными словами, Змеищев — сын Змеища, то есть человек из рода того самого «змеища». Форма Змеищева — женский или притяжательный вариант (например, вдова Змеищева). Встречается фамилия и в варианте Змиищев, но это уже более редкое написание с церковнославянским корнем «змий».

Географически фамилия привязана к южным регионам России, где змеи были привычной частью быта, а также к казачьим областям. В реестре Войска Донского встречаются упоминания казаков с прозвищем Змеище или Змий, что неудивительно: в военной среде прозвища давали по боевым качествам или внешним ассоциациям. В отличие от фамилий на -ин (Змеин), форма на -ев указывает на более позднюю фиксацию прозвища в документах, уже после XV–XVI веков, когда патронимическая система стала вытеснять прямые прозвища.

Сам корень «змеj-» общеславянский, восходит к индоевропейскому *g’hem- (зима, земля) — змею воспринимали как «земляное», хтоническое существо. Но в фамилии Змеищева этот древний смысл перекрыт более поздним, бытовым: прозвище не столько мифологическое, сколько насмешливое или устрашающее. В ономастических справочниках фамилия не описана подробно, но по аналогии с фамилиями Волчищев, Медведищев можно утверждать: носители такой фамилии в прошлом — люди, чей предок выделялся среди односельчан яркой, неудобной или пугающей чертой, которую закрепили в прозвище с увеличительным суффиксом.