Den 33-årige gjorde totalt 12 Test framträdanden och spelade en viktig roll i 2010-11 Ashes seger i Australien.
"Efter 16 roliga år känner jag att nu är rätt tillfälle att ringa tid på min spelkarriär," Surrey spelaren skrev på Twitter.
"Tyvärr har skada hindrat mig under hela min karriär och spelar nu huvudrollen i mitt beslut att gå i pension."
Tremlett har påverkats av rygg- och knäskador under de senaste åren och har begränsats till tre Championship framträdanden för Surrey den här säsongen.
"Min kropp, och i synnerhet tillbaka, kan inte längre motstå kraften i att utföra på den nivå som krävs för att spela professionell cricket," sade han.
"Efter att ha tagit specialistråd innebär den senaste skadan att jag inte kommer att kunna fortsätta.
"Jag har alltid försökt ge 100% engagemang och ansträngning när jag har spelat men inte längre känner att detta är möjligt."
Southampton-födde Tremlett, som började sin karriär på Hampshire innan han flyttade till Surrey 2010, tog 53 wickets i genomsnitt 27 i hans 12 Test framträdanden för England.
De mest betydande var dock de 17 i tre matcher som England vann Ashes i Australien i januari 2011.
Han spelade också 15 endagsinternationaler och en Twenty20 match för England, med sitt sista framträdande för landslaget som kommer i det första testet mot Australien i november 2013.
"Att bära de tre lejonen var höjdpunkten och jag njöt av varje minut av utmaningen, erfarenheten och slutligen den framgång som laget hade," tillade han.
"Jag har varit extremt lyckligt lottad att ha haft en sådan fantastisk och minnesvärd karriär och lycklig nog att spela med och mot några av de bästa spelarna i världen."
Före detta England snabb bowlaren Chris Tremlett har meddelat sin pension från alla former av cricket.