Οι χαμαιλέοντες κυμαίνονται από μικροσκοπικά έως τεράστια, από έντονα χρώματα έως ήπια, από κινούμενα σχέδια αξιολάτρευτα έως δράκους και εντελώς τρομακτικά. Παρά την πληθώρα των χαρακτηριστικών, όμως, τα περισσότερα προέρχονται από κάπως παρόμοια ενδιαιτήματα. Το μεγαλύτερο μέρος των χαμαιλέοντων είναι κάτοικοι τροπικών δέντρων που προσκολλώνται σε κορμούς και κλαδιά χρησιμοποιώντας μια προκλητική ουρά και πόδια που έχουν αντίθετους αντίχειρες. Άλλοι βιότοποι χαμαιλέοντα περιλαμβάνουν το δάσος και ακόμη και τα ερημικά περιβάλλοντα.
Ένα ενδιαφέρον γεγονός για αυτές τις σαύρες είναι ότι είναι εγγενείς μόνο στο Ανατολικό ημισφαίριο. Μακράν, περισσότεροι χαμαιλέοντες βιότοποι βρίσκονται στο νησί της Ανατολικής Αφρικής Μαδαγασκάρη από οποιοδήποτε άλλο μέρος. Ενώ άλλες ποικιλίες βρίσκονται κατά μήκος των βόρειων και ανατολικών ακτών της Αφρικής, η Δυτική Αφρική δεν έχει ιθαγενείς χαμαιλέοντες. Τα νότια τμήματα της Ευρώπης και της Ινδίας, ωστόσο, φιλοξενούν πολλά είδη χαμαιλέοντων, αλλά αυτά που βρίσκονται στη Βόρεια ή Νότια Αμερική προέρχονται από κατοικίδια ζώα που έχουν διαφύγει. Η πράσινη anole, την οποία πολλοί συγχέουν με έναν μικρό, ανοιχτό πράσινο έως καφέ χαμαιλέοντα, είναι μια σαύρα αλλά όχι της ίδιας οικογένειας.
Οι περισσότεροι χαμαιλέοντες λατρεύουν τόσο τη ζεστή ηλιοφάνεια όσο και την υψηλή υγρασία. Προτιμούν την ασφάλεια των δέντρων και έχουν εξελιχθεί για να συνδυάζονται με το περιβάλλον τους. Τα τροπικά φύλλα και κλαδιά φιλοξενούν επίσης πολλά είδη εντόμων. Καθώς οι χαμαιλέοντες έχουν μάτια που κινούνται ανεξάρτητα το ένα από το άλλο, μπορούν να εντοπίσουν έντομα που έχουν τριγυρίσει πολύ κοντά και να τα καταπιούν με τη μακριά, κολλώδη γλώσσα τους σε μια στιγμή.
Είναι πλεονεκτικό για αυτούς να μπορούν να αναμειχθούν στους χαμαιλέοντες τους για να κρυφτούν από τα έντομα, οπότε οι χαμαιλέοντες που κατοικούν σε δέντρα έχουν γενικά έντονο πράσινο χρώμα, μερικοί με κηλίδες, λωρίδες ή κηλίδες κίτρινου, κόκκινου ή πορτοκαλί για ανάμειξη με τροπικά φρούτα και λουλούδια. Όσοι είναι κάτοικοι του εδάφους έχουν θαμπό χρώμα, συνήθως καφέ και πιο σκούρα πράσινα. Οι χαμαιλέοντες δεν αλλάζουν χρώμα για να ενωθούν με το περιβάλλον τους όπως πιστεύεται κοινά, αν και θα αλλάξουν χρώμα λόγω θερμοκρασίας, εάν αισθάνονται ότι κινδυνεύουν ή κατά τη διάρκεια του ζευγαρώματος.
Μεταξύ των οικοτόπων χαμαιλέοντα, το πιο ασυνήθιστο είναι η νοτιοδυτική αφρικανική έρημος Ναμίμπ, όπου ο χαμαιλέοντας namaqua βρίσκει το σπίτι του. Η επιβίωση σε αυτό το έντονα ζεστό και ξηρό περιβάλλον σημαίνει ότι αυτή η σαύρα έπρεπε να προσαρμοστεί με κάθε τρόπο. Είναι τόσο λίγες οι βροχοπτώσεις που η μόνη διαθέσιμη πηγή νερού είναι η δροσιά που μαζεύεται στο σώμα τους, την οποία πίνουν.