Les caméléons femelles sont inséminés à partir du mâle au moyen d’un hémipénis, qui est un organe contenant deux structures tubulaires. Le mâle entoure la femelle, attrape son cou dans sa bouche, la monte dans le dos et insère son pénis dans son ouverture cloacale. L’ensemble du processus dure environ 13 minutes.
Selon le Musée de zoologie de l’Université du Michigan, les caméléons femelles continuent de s’accoupler jusqu’à 11 jours, mais ne s’accouplent jamais plus d’une fois par jour avec le même mâle. La majorité des caméléons pondent leurs œufs 22 à 34 jours après l’insémination et les enterrent dans du sable frais et humide pour se protéger des concurrents. Une couvée d’œufs varie en taille, mais 35 à 85 œufs sont une estimation raisonnable. Selon la Société Caméléon, selon les espèces, les bébés caméléons éclosent entre 180 et 390 jours. Le processus d’éclosion dure de quelques jours à plusieurs mois, en fonction des changements climatiques saisonniers qui se produisent pendant cette période.
Selon le zoo de San Diego, le caméléon de Jackson est une espèce qui donne naissance à 18 à 30 bébés. Après la naissance, les bébés commencent immédiatement à chasser les insectes plutôt que de recevoir de la nourriture de la femelle. Cette adaptation à la naissance vivante permet aux caméléons de Jackson de survivre dans les régions montagneuses plus froides de Tanzanie et de Kenyon.