变色龙能变色的原因是：它的皮肤内有许多不同的色素细胞。这些色素细胞受神经和激素控制。
当环境中光线、温度、湿度等发生变化时，或是受到惊吓时，神经系统立即会做出反应，引起各种色素细胞的缩或舒张的变化，产生不同的组合，变色龙的身体就呈现出不同的颜色变化。
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。
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，变色龙皮肤里的每个细胞中，都有着四种色素：红、黄、储（即棕色）、绿。这四种色素，都会一忽儿扩张，一忽儿收缩。
