В толще кожи хамелеона есть специальные клетки — хроматофоры, которые содержат зерна разных пигментов. Эти клетки имеют отростки, занимающие обширное пространство, и пигменты могут равномерно по ним распределяться. Тогда кожа ящерицы выглядит темной.
Но когда отростки сжимаются, «краски» выдавливаются в центр клетки, и цвет хамелеона меняется. Цвета черно-коричнево-красно-желтой гаммы создаются хроматофорами наружного слоя кожи, синие и голубые — более глубоких слоев.
Для создания зеленой окраски дополнительно используется преломление лучей в поверхностном слое кожи, содержащем кристаллы гуанина. Участки кожи, где все хроматофоры сжаты, приобретают желтовато-белесый цвет.