Строение тела хамелеона приспособлено к древесному образу жизни. Сжатое с боков туловище имеет ярко выраженный гребнеобразный хребет. Шлемовидная голова украшена гребнями, буграми и вытянутыми заостренными рогами. По своему строению мозг этой рептилии больше похож на мозг птиц и крокодилов, а не других ящериц и змей.

Пальцы с короткими когтями расположены на каждой ноге двумя противоположносмотрящими группами. Стопа и кисть образуют своеобразную клешню, служащую для удобного обхватывания тонких ветвей. Толстый вверху и сужающийся книзу хвост может обвиваться кольцами вокруг ствола или веток.

Большой интерес представляет строение языка хамелеона. Круглый в поперечном сечении он поражает своей длиной, достигающей в вытянутом состоянии практически длины туловища вместе с головой. Сложное внутреннее устройство языка предназначено для захватывании движущегося объекта, находящегося на расстоянии.

Наиболее, конечно, хамелеон знаменит своей способностью быстро менять окраску и рисунок в зависимости от ситуации. Эта особенность обусловлена двухслойным строением кожного покрова хамелеона с содержащимися в нем хроматофорами. Хроматофоры — это разветвленные клетки, включающие в себя пигменты различных цветов: от светло — желтого до темно — коричневого. Окрас рептилии зависит от того, какой пигмент, светлый или темный, концентрируется в поверхностном слое кожного покрова.

Дополнительные зеленые тона образуются в результате преломления солнечных лучей в поверхностном слое кожи, содержащим много преломляющих свет кристаллов гуанина. Изменения окраски могут происходить как в результате воздействия внешних факторов: температуры, влажности, освещенности, так и в зависимости от голода, жажды, холода, испуга и т.д.