变色龙表现出来的不同颜色，是色素色和结构色叠加产生的。变色龙皮肤有三层色素细胞。最深的一层是由载黑素细胞构成，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**素和红色素。
基于神经学调控机制，色素细胞在神经的刺激下会使色素在各层之间交融变换，实现变色龙身体颜色的多种变化。
结构色，又称物理色，是指光和与光波长量级相当的结构相互作用，而产生的颜色。产生机理有干涉、衍射、散射或者它们的结合。
变色龙有两层致密重叠的彩虹色素细胞，彩虹色素细胞内含有纳米晶体，它们的尺寸、形状和排列方式各不相同，这就是变色龙能够戏剧性地变色的关键。
变色龙能通过皮肤的放松或紧张来改变上层细胞的排列结构，不同的排列结构会改变反射光线的变化。
当皮肤处于松弛状态，彩虹色素细胞内的纳米晶体彼此挨得很近，这些细胞就特异性地反射短波长的光，譬如蓝光。
当皮肤兴奋，相邻纳米晶体的间距增加，每个含有纳米晶体的彩虹色素细胞会选择性地反射长波长的光，譬如**、橙色或红色光。
避役（学名：Chamaeleonidae)(英语：chameleon）俗称变色龙，蜥蜴亚目(Sauria)避役科(Chamaeleontidae)爬行类，产于东半球，主要树栖。特征为体色能变化。每2～3趾并合为二组对趾、端生牙，舌细长可伸展。鬣蜥科(Iguanidae)的安乐蜥(anole)产于西半球，亦称为假避役。真避役有两属_Brookesia属(19种)，避役属(Chamaeleo,70种)。
其中约有一半的种仅分布在马达加斯加，其他大部分分布在撒哈拉以南的非洲。2种分布在亚洲西部；1种在印度南方和斯里兰卡；另一种(普通避役〔Chamaeleo chamaeleon〕)分布在近东向西穿过北非达西班牙南部一带。马达加斯加东北部哈拉岛的热带雨林里的变色龙从鼻尖到尾部总长29毫米，成年后的躯干长度仅有指甲盖大小，可能是迄今为止世界上最小的变色龙。
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