Panther kameleonten hittades på måndagen av en hundvandrare i skogsområdet vid Marl Park.
Den måste läggas ner efter röntgenbilderna visade att alla dess ben var brutna och att den hade en deformerad ryggrad.
RSPCA Cymru sa att det var ett "extremt sorgligt exempel på ett övergivet och försummat exotiskt husdjur".
Inspektör Selina Chan sade: " Det är en möjlighet att ägarna tog på sig detta djur men inte kunde ge den vård han behöver och bestämde sig för att släppa honom fri till det vilda.
– Vi uppmanar potentiella ägare av exotiska djur att grundligt undersöka vad som krävs för att ta hand om de olika arterna innan de tar på sig en.
– Potentiella ägare måste se till att de kan ge sitt djur den miljö det behöver och de har de anläggningar, den tid, de ekonomiska medel och det långsiktiga engagemanget för att upprätthålla en god vårdstandard, i enlighet med djurskyddslagen från 2006."
Hon tillade att det var olagligt att släppa ut främmande arter i naturen.
Ägare till exotiska djur har uppmanats att göra efterforskningar innan de fått dem som sällskapsdjur efter att en allvarligt försummad kameleont hittats i Cardiff Bay.