變色龍之所以會變色，取決于它皮膚的三層色素細胞。當它的眼睛受外界光線的刺激后，它的中樞神經能夠將光線的刺激傳給體內的色素細胞，這時變色龍看到什么顏色，身體表面就會變成什么顏色，另外，它的情感也會改變它的體色。變色龍的三層色素細胞，最深的一層是由承載黑素細胞構成的，其中細胞帶有的黑色素可與上一層細胞相互交融，中間層是由鳥嘌呤細胞構成，它主要調控暗藍色素，最外層細胞則主要是黃色素和紅色素。