Weibliche Chamäleons werden vom Männchen mittels eines Hemipenis besamt, der ein Organ ist, das zwei röhrenförmige Strukturen enthält. Der Mann umkreist das Weibchen, packt ihren Hals in den Mund, besteigt ihren Rücken und führt seinen Penis in ihre Kloakenöffnung ein. Der gesamte Vorgang dauert etwa 13 Minuten.
Nach Angaben des Zoologischen Museums der Universität von Michigan paaren sich weibliche Chamäleons bis zu 11 Tage lang, paaren sich jedoch nie mehr als einmal am Tag mit demselben Männchen. Die meisten Chamäleons legen 22 bis 34 Tage nach der Besamung Eier und vergraben sie zum Schutz vor Konkurrenten in kühlem, feuchtem Sand. Ein Gelege von Eiern variiert in der Größe, aber 35 bis 85 Eier sind eine vernünftige Schätzung. Nach Angaben der Chameleon Company schlüpfen Chamäleonbabys je nach Art zwischen 180 und 390 Tagen. Der Schlüpfprozess dauert von einigen Tagen bis zu mehreren Monaten, abhängig von saisonalen Klimaänderungen, die während dieser Zeit auftreten.
Laut dem San Diego Zoo ist das Jacksons Chamäleon eine Art, die 18 bis 30 Babys zur Welt bringt. Nach der Geburt beginnen die Babys sofort, nach Insekten zu jagen, anstatt Nahrung von der Frau zu erhalten. Diese Anpassung an die Lebendgeburt ermöglicht es Jacksons Chamäleons, in den kälteren Bergregionen in Tansania und Kenia zu überleben.