Хамелеоните могат да гледат в две различни посоки едновременно.

Хамелеоните притежават една от най-специализираните зрителни системи сред гръбначните животни. Очите им са разположени в изпъкнали конусовидни структури, като клепачите са почти изцяло сраснали, оставяйки само малък отвор за зеницата. Тази анатомия позволява на всяко око да се върти на 180 градуса хоризонтално и на 90 градуса вертикално.Изследване на Университета в Хайфа, публикувано в списание Journal of Experimental Biology през 2015 година, разкрива как работи техният мозък. Докато сканират околната среда, очите работят в режим на „дисоциация", изпращайки два напълно различни образа към мозъка. Това позволява на влечугото да наблюдава за хищници и плячка едновременно без мъртви зони в зрението.В момента, в който хамелеонът открие насекомо, настъпва процес на „бинокулярно фокусиране". Мозъкът синхронизира двете очи за части от секундата, за да създаде стереоскопичен образ. Това е критично важно за точното изстрелване на езика, който може да достигне плячката за по-малко от 0,07 секунди.Интересно е, че хамелеоните имат и изключително висока визуална острота. Лещите на очите им действат като телеобективи, увеличавайки образа преди той да достигне ретината. Тази комбинация от панорамно зрение и прецизно фокусиране ги прави едни от най-ефективните ловци в природата.