生い立ち
カリフォルニア州 サンディエゴ にて生まれる。父親のエミリオ・ディアス（1950年 - 2008年）はスペイン 系キューバ 移民2世の石油工場の現場監督、母親のビリー・ディアス（旧姓：アーリー）はアメリカ・インディアン のチェロキー族 、イングランド 人、ドイツ 人の血を引く輸出エージェント。1970年生まれの姉チミーヌがいる。
地元の名門高校、ロングビーチポリテクニク高校に在籍していた。
キャリア
16歳の時にエリート・モデル・マネジメント と契約し、17歳の時にファッションモデル としてデビュー。1992年に日本 に約2ヶ月間滞在したこともある。その後、カルバン・クライン やリーバイス のモデルをしていた。1990年7月号のSeventeenで表紙を飾り、特集が組まれた。
21歳の時に『マスク』（1994年公開）のオーディションに合格し、映画デビューを果たす。1998年公開の『メリーに首ったけ』ではニューヨーク映画批評家協会賞 女優賞を受賞、ゴールデングローブ賞 主演女優賞 (ミュージカル・コメディ部門) にノミネートされる。同作品も1億ドルを超えるヒットとなった。
2000年からは『チャーリーズ・エンジェル』シリーズに出演し、2001年からはアニメ映画 『シュレック』シリーズのフィオナ姫の声優を務めている。2004年のThe Hollywood Reporter誌による高額出演料女優リストでは2000万ドル（約20億円）で2位となった。
2005年よりMTV で『TRIPPIN' キャメロン・ディアス世界（珍）冒険紀行』に出演。この番組はドキュメンタリー番組で、彼女が友人と共に世界の辺境の地や世界遺産を巡っている。彼女は同番組のプロデューサーも務めている。
米経済誌フォーブス による、2007年6月1日～2008年6月1日の間に稼いだ額を試算した、「最も稼いだハリウッド女優トップ10」では5000万ドル（約54.7億円）で1位となった。
私生活
過去にマット・ディロン やジャレッド・レト との交際歴がある。2006年まで歌手のジャスティン・ティンバーレイク と交際していたが2007年1月、「ロマンチックな関係を終えた」と破局を発表した。一説によれば、ジャスティンが自身の曲のPV内で女優のスカーレット・ヨハンソン と恋人を演じ、それを見たキャメロンが嫉妬し、破局。その後イギリス人モデルのポール・スカルフォー と交際し、ロンドンで物件を探していたことから一時は結婚かといわれていたが、結局破局に至った。
2006年9月に亡くなったスティーブ・アーウィン のファンであった。
ベジタリアン である。
好きな日本食は、鍋焼きうどん である。