Ce sont des animaux qui se caractérisent par la mobilité indépendante de  leurs yeux, leur langue protractile qui leur permet d'attraper leurs  proies à distance, les doigts groupés en deux blocs opposables assurant  une bonne prise sur les branches, leur capacité à changer de couleur, et  enfin leur queue qui sert à se stabiliser.

Les yeux des caméléons sont proéminents et dotés de mouvements  indépendants. Ceci leur permet de surveiller simultanément tous les  côtés à l'approche de prédateurs. Lorsqu'ils repèrent une proie, les  yeux convergent sur celle-ci pour obtenir une meilleure précision.

Pour chasser leurs proies les caméléons utilisent leur langue  protractile. Composée entre autres de muscles propulseurs et  rétracteurs, la langue est rangée dans la bouche sur l'os hyoïde. L'animal projette avec une grande précision sa langue (dont l'extrémité  est couverte d'un mucus gluant) sur ses proies, puis ramène le tout  dans sa bouche. 

Selon les espèces, la langue peut atteindre presque deux fois la  longueur du corps de l'animal. Le caméléon projette sa langue en 1/25e de seconde (à plus de 20 km/h),  s'empare d'une proie qui peut atteindre un tiers de sa propre masse, et  la ramène à sa bouche en une demi-seconde. La projection puis la  rétraction de la langue ainsi que la préhension de la proie associent  plusieurs mécanismes physiques d'une certaine complexité.  Pour les espèces les plus performantes, l'accélération entre zéro et 97 km/h se fait en un centième de seconde

Les robes des caméléons permettent de les identifier : chacun a un  milieu favori. Les caméléons nains, plutôt terrestres, ont en général  une robe plutôt marron, alors que les espèces arboricoles arborent  souvent du vert, du jaune ou du bleu..