Chamäleonaugen sind eines der besonderen Merkmale der Echsen. Sie gelten als sehr hoch entwickelt und sind besser als das menschliche Auge. Sie haben zwar auch eine Linse, allerdings ist nur die Pupille sichtbar. Hornhaut und andere Teile werden von schuppenartigen Lidern umschlossen, die zum Teil mit dem Augapfel verwachsen sind. Die Sehschärfe wird durch die Hornhaut bewirkt. Durch das Lidloch und die Pupille tritt zusätzlich ein Effekt ein, der am ehesten mit einer Lochkamera vergleichbar ist. Dieser Effekt bringt zusätzliche Schärfe. Dadurch kann das Chamäleon auf bis zu einen Kilometer Entfernung scharf sehen. Somit kann das Tier mögliche Feinde rasch erkennen und Schutz im Blattwerk suchen. Eine weitere Besonderheit ist eine natürliche „Sonnenbrille“. Auf den Zapfen der Netzhaut, die nebenbei ein Zeichen für Tagaktivität und Farbensehen sind, können sich winzige Öltropfen anlagern, die angrenzende Sehnerven schützen, indem sie den Lichteinfall abschwächen.

Eine der weiteren Fähigkeiten, die es nur bei den den Chamäleons gibt, liegt im unabhängigen Bewegen der Augen. Die Anordnung ist so, dass sich die Sehfelder nicht zu einem Bild überschneiden können, sondern es entstehen immer 2 einzelne Bild. Allerdings weiß man heute noch nicht viel über die Verarbeitung der Bilder.

Einen komplexer Muskelapparat gewährleistet die ungewöhnliche Beweglichkeit der Augen.

Nach einem festen Muster folgt der tägliche Gebrauch der Augen für jede Chamäleonart:

  • Zuerst wird unabhängig voneinander die gesamte Umgebung abgesucht.
  • Ist ein Beutetier gefunden, wird es mit beiden Augen fokussiert.

Bei genauer Betrachtung der Augen, stellt man fest, dass sie aus dem Kopf regelrecht herausstehen. Das Sichtfeld wird dadurch enorm vergrößert. Auf waagerechter Ebene beträgt das Sichtfeld 180°, auf senkrechter Ebene 90°. Dadurch ergibt sich ein genaues Sichtfeld von 342°. Übrig bleibt ein toter Winkel von 18°, der nur einen Teil des Rückens umfasst.

Die Augen dienen jedoch nicht nur zum sehen sondern haben auch die Funktion der innerartlichen Kommunikation. Durch das Färben der Augenpartien wird unter anderem die Paarungsbereitschaft signalisiert.

Beim Schlafen werden die Augen nach unten gesenkt und die Pupillen in eine Hautfalte gedreht, in der sie mit Hornplatten geschützt sind. Einige Arten können auch die gesamten Augen in den Kopf zurückziehen.