Większość gatunków występuje w Afryce i na Madagaskarze. Nieliczne spotykane są w innych regionach: południowa Europa (1 gatunek), Bliski Wschód (1 gatunek), Indie (1 gatunek), Hawaje (1 podgatunek kameleona Jacksona Chamaeleo jacksonii xantholophus) – wprowadzony sztucznie, zaaklimatyzowany i Cejlon (1 gatunek).
Biotopem kameleonów są tropikalne, wilgotne lasy oraz tereny pustynne i skaliste. Większość gatunków wiedzie nadrzewny tryb życia.