四肢は細長い[5]。趾指は5本だが、前肢は内側の3本の指と外側の2本の指、後肢は内側の2本の趾と外側の3本の趾が癒合し二股になっている[1]。これにより木の枝を掴むことができる[1][5]。趾指の先には爪があり、枝に食い込ませることで体を支えることができる[5]。肩の作りが特殊なため、恐竜のような絶滅動物と比較されることも多い[8]。
分類

系統的にはアガマ科に近縁とされる。最古の化石記録は、ドイツのバーデン＝ヴュルテンベルク州から産出した中新世のものである[9]。

1986年に肺や半陰茎の形態などから以下の2亜科6属に分ける説が提唱され、近年まで主流とされていた[1]。
ヒメカメレオン亜科 Brookesinae（ヒメカメレオン属・カレハカメレオン属） - 尾長は頭胴長よりも短い。皮膚の表面に突起がある種が多い。肺に隔壁がない。半陰茎の構造が2重構造、半陰茎の基部に襞がない。

カメレオン亜科 Chamaeleoninae（カメレオン属・カルンマカメレオン属・ハチノスカメレオン属Bradypodion・フサエカメレオン属） - 尾長は頭胴長よりも長い。皮膚の表面はなめらか。肺に隔壁がある。半陰茎の構造が4重構造で、半陰茎の基部に萼片状の襞がある。

以下の分類はReptile databaseに、和名は千石(2001)に従う[1][10]。

Archaius

Archaius tigris トラフカメレオン[3]（カルンマカメレオン属から分割）[11]


Bradypodion

ヒメカメレオン属 Brookesia

カルンマカメレオン属 Calumma - パーソンカメレオンなど

カメレオン属 Chamaeleo - エボシカメレオン・ディレピスカメレオンなど

フサエカメレオン属 Furcifer - パンサーカメレオン・ボタンカメレオン・ミノールカメレオン・ラボードカメレオンなど

Kinyongia（Bradypodion 属から分割）[12] - フィッシャーカメレオンなど

Nadzikambia（Bradypodion 属から分割）[12]

Palleon（ヒメカメレオン属から分割）[13]

カレハカメレオン属 Rhampholeon

Rieppeleon（カレハカメレオン属から分割）[14]