อำเภอชะอำตั้งอยู่ริมฝั่งอ่าวไทยบริเวณชายหาดที่ใช้ชื่อเดียวกัน ตัวอำเภอมีเนื้อที่ประมาณ 110 ตารางกิโลเมตร หรือประมาณ 68,750 ไร่

สันนิษฐานว่าแต่เดิมชะอำมีชื่อว่า "ชะอาน" เนื่องจากเมื่อครั้งที่สมเด็จพระนเรศวรมหาราชทรงยกทัพลงใต้ ทรงนำทัพผ่านมาและหยุดพักที่เมืองนี้ เพื่อพักไพร่พลช้างม้าและเพื่อล้างอานม้า จึงเป็นที่มาของชื่อเมือง "ชะอาน" ซึ่งต่อมาได้เพี้ยนเป็น "ชะอำ"

เดิมเมืองชะอำเป็นเพียงหมู่บ้านชายทะเลเล็กๆ มีชายทะเลที่สงบเงียบ และมีธรรมชาติสวยงามบริสุทธิ์ ต่อมาก็ได้มีผู้คนอพยพมาอยู่อาศัยและตั้งรกรากเพิ่มมากขึ้น ชุมชนชะอำจึงขยายตัวเป็นชุมชนใหญ่ และจัดตั้งขึ้นเป็นหมู่บ้านชื่อ “หมู่บ้านสหคาม” ขึ้นอยู่กับอำเภอหนองจอก และพระบาทสมเด็จพระมงกุฎเกล้าเจ้าอยู่หัว รัชกาลที่ 6 โปรดเกล้าฯ แต่งตั้งให้พระเจ้าบรมวงศ์เธอ กรมพระนราธิปประพันธ์พงษ์ มาเป็นผู้ใหญ่บ้านคนแรก จนกระทั่งเมื่ออำเภอหัวหินที่อยู่ใกล้เคียงมีชื่อเสียงมากขึ้น ที่ดินแถบชายทะเลใกล้เคียงถูกจับจองหมด บรรดาเจ้านายชั้นผู้ใหญ่ในสมัยนั้น จึงเริ่มขยายมาจับจองที่ดินแถบชะอำด้วย เพื่อหวังให้เป็นสถานที่พักผ่อนแห่งใหม่ ชะอำจึงเริ่มเป็นที่รู้จักนับแต่นั้น

ต่อมาพระบาทสมเด็จพระปกเกล้าเจ้าอยู่หัว รัชกาลที่ 7 ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้จัดตั้งชะอำขึ้นเป็น “สภาจัดบำรุงชายทะเลทิศตะวันตก” และเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงการปกครอง รัฐบาลก็ได้ออกพระราชกฤษฎีกาจัดตั้งสภาฯ แห่งนี้เป็น “เทศบาลตำบลชะอำ” ในปี พ.ศ. 2480 และต่อมาก็ได้เปลี่ยนเป็น “เทศบาลเมืองชะอำ” ตามประกาศของกระทรวงมหาดไทย เมื่อวันที่ 13 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2547 มาจนถึงปัจจุบัน