Фамилия Золотовы (в мужском роде — Золотов) образована от прозвища или нецерковного имени Золотарь. В основе лежит слово «золото», а суффикс -арь указывал на род занятий: золотарем на Руси называли мастера, работающего с золотом — ювелира, златокузнеца, а также того, кто добывает или промывает золото. Иногда золотарем могли прозвать и просто богатого человека, щедрого или одетого в парчовые одежды. Фамильная модель на -ов стандартна: она отвечает на вопрос «чей?» и означает «сын Золотаря» или «принадлежащий Золотарю».

В документах фамилия встречается с начала XVII века. Один из первых известных носителей — Гуляй Золотов, дьяк Дворцового приказа, упомянутый в 1612 году. Имя Гуляй необычно: в старину так могли назвать ребенка, родившегося в праздник, или дать прозвище веселому, разгульному человеку. Сочетание «Гуляй Золотарь» звучит почти как прозвище с прозвищем — двойная характеристика человека, что характерно для допетровской эпохи, когда фамилии еще не устоялись.

Написание фамилии устойчиво: Золотов (а не Золотовъ или Золотнов). Встречается вариант с ударением на первый слог (Зо́лотов) и на второй (Золо́тов), что зависит от местной традиции. В северных и центральных губерниях чаще говорили Зо́лотов, на юге и в Сибири — Золо́тов.

Среди носителей фамилии — ученые. Евгений Васильевич Золотов (1922–1990) — математик, член-корреспондент АН СССР, работал в области теории вероятностей и математической статистики. Юрий Александрович Золотов (род. 1932) — химик-аналитик, академик РАН, разработал методы разделения смесей металлов и внес вклад в экстракционную химию.

Фамилия не редкая, но и не массовая: по данным переписей, Золотовы встречаются по всей России, с заметным скоплением в Центральном регионе и Поволжье. Точное место возникновения фамилии установить сложно — процесс шел веками и независимо в разных уездах. Однако можно уверенно сказать, что фамилия Золотов принадлежит к числу «профессиональных»: она прямо указывает на ремесло предка, связанное с благородным металлом, что делало ее заметной и запоминающейся в среде посадских людей и крестьян.