因为变色龙皮肤里有三层色素细胞。最深的一层是由承载黑素细胞构成的，其中细胞带有的黑色素可与上一层细胞相互交融，中间层是由鸟嘌呤细胞构成，它主要调控暗蓝色素，最外层细胞则主要是黄色素和红色素。当变色龙的眼睛感觉到外界颜色发生变化时，这种信息会促使皮肤的色素细胞发生变化从而变色。
变色龙之所以会变色，取决于它皮肤的三层色素细胞。与其他的爬行动物不同的是，变色龙身体颜色的转变取决于皮肤表层内的色素细胞，在这些色素细胞中充满着不同颜色的色素。它皮肤的基本颜色是绿色，但它可以随时变出深绿、浅绿、紫、蓝、褐色等，甚至可以变出各色相间“花里胡哨”的花纹色。
变色龙的肤色会随着背景、温度和心情的变化而改变；雄性变色龙会将暗黑的保护色变成明亮的颜色，以警告其它变色龙离开自己的领地；有些变色龙还会将平静时的绿色变成红色来威吓敌人。目的是为了保护自己，免遭袭击，使自己生存下来。
变色能躲避天敌，传情达意，类似人类语言。变色龙是一种“善变”的树栖爬行类动物，在自然界中它当之无愧是“伪装高手”，为了逃避天敌的侵犯和接近自己的猎物，这种爬行动物常在人们不经意间改变身体颜色，然后一动不动地将自己融入周围的环境之中。
