Chang se poprvé dostal do povědomí tenisového světa jako vynikající juniorský hráč, který vytvořil řadu „nejmladších rekordů“. Svůj první národní titul, juniorskou dvouhru USTA na tvrdém povrchu, získal ve 12 letech. Ve 13 letech vyhrál turnaj Fiesta Bowl 16s. O dva roky později, v 15 letech, Chang vyhrál USTA Boys 18s Hardcourts a Boys 18s Nationals a stal se nejmladším hráčem, který vyhrál zápas v hlavní soutěži US Open, když v prvním kole porazil Paula McNameeho ve čtyřech setech. O měsíc později došel v arizonském Scottsdale do semifinále a stal se nejmladším hráčem, který se dostal do semifinále profesionálního turnaje nejvyšší úrovně. Svůj první titul ve dvouhře na nejvyšší úrovni získal v roce 1988 v San Franciscu ve věku 16 let a 7 měsíců.

Nejvýznamnějšího rekordu nejmladšího hráče v historii dosáhl Chang v roce 1989, kdy vyhrál French Open ve věku 17 let a 110 dní a stal se tak nejmladším mužským hráčem, který kdy získal grandslamový titul. V pětisetovém finále porazil Stefana Edberga po setech 6:1, 3:6, 4:6, 6:4, 6:2. Ve finále se mu podařilo zvítězit ve dvou setech. Stejně tak se na jeho vítězství vzpomíná díky epickému pětisetovému střetnutí s Ivanem Lendlem ve čtvrtém kole (viz níže). Chang se stal prvním Američanem, který vyhrál French Open od roku 1955, a prvním Američanem, který vyhrál grandslamový turnaj od roku 1984. A v srpnu 1989 se Chang stal nejmladším hráčem, který se umístil v první světové pětce.

Chang se s Edbergem střetl v semifinále US Open v roce 1992, tentokrát Edberg zvítězil v pětisetovém střetnutí 6:7, 7:5, 7:6, 5:7, 6:4. Ve finále se střetl s Lendlem, který se stal nejlepším hráčem světa. Zápas trvající 5 hodin a 26 minut je nejdelším v historii US Open. Po triumfu na French Open 1989 se Chang dostal do dalších tří grandslamových finále: ve finále French Open 1995 prohrál s Thomasem Musterem, ve finále Australian Open 1996 s Borisem Beckerem a ve finále US Open 1996 s Petem Samprasem. Na French Open 1995 porazil v semifinále v přímém souboji Michaela Sticha a tehdejšího dvojnásobného obhájce titulu Sergiho Brugueru, nakonec prohrál s Musterem. Na Australian Open i US Open 1996 porazil v semifinále v přímém souboji Andre Agassiho; výhra nad Samprasem na US Open by z Changa udělala jedničku žebříčku. 1 na světě. Na US Open 1997 byl favoritem na vítězství poté, co Samprase vyřadil Petr Korda; Chang však v semifinále prohrál s pozdějším vítězem Patrickem Rafterem ve vyrovnaných setech.

Chang byl klíčovým členem amerického týmu, který v roce 1990 vyhrál Davisův pohár. V semifinále v Rakousku díky jeho dramatickému návratu ze dvou setů proti Horstu Skoffovi (3:6, 6:7, 6:4, 6:4, 6:3) postoupily Spojené státy do prvního daviscupového finále od roku 1984. Chang pak v přímém souboji porazil Darrena Cahilla a USA ve finále porazily Austrálii. Byl také v týmu USA, který v roce 1993 vyhrál Světový pohár družstev. Nejlepšího výkonu ve dvouhře dosáhl v roce 1995, kdy porazil Mustera, Jima Couriera a poté v semifinále dominoval nad Petem Samprasem, než ve finále prohrál s Borisem Beckerem.

Chang reprezentoval USA na Letních olympijských hrách 1992 v Barceloně, kde se dostal do druhého kola, než ho vyřadil Jaime Oncins. Letní olympijské hry 1996 se rozhodl vynechat, přestože se konaly v Atlantě a on by byl nasazenou jedničkou turnaje (zlatou medaili ve dvouhře získal Andre Agassi). Chang se zúčastnil Letních olympijských her 2000 v Sydney, kde byl vyřazen v prvním kole Sébastienem Lareauem.

Changa k tenisu přivedl jeho otec Joe, který byl jeho prvním trenérem. Během jeho vzestupu v roce 1989 (včetně titulu z French Open) ho trénoval José Higueras. Po většinu své profesionální kariéry byl trenérem svého staršího bratra Carla Changa, který s ním na počátku 90. let odehrál i několik turnajů ve čtyřhře. Na Australian Open 2000 byl prvním hráčem, který v hlavní soutěži grandslamového turnaje porazil Rogera Federera. Byl také druhým hráčem, kterého v hlavním losu grandslamového turnaje porazil Andy Roddick, a to ve druhém kole French Open v roce 2001.

Chang ukončil profesionální kariéru v roce 2003. Během své kariéry získal celkem 34 profesionálních titulů ve dvouhře na nejvyšší úrovni. Svůj poslední titul na nejvyšší úrovni získal v roce 2000 v Los Angeles. Jeho celkový výdělek v kariéře činil 19 145 632 USD. Jeho kariérním maximem ve dvouhře bylo 2. místo na světovém žebříčku v roce 1996 po finálovém vystoupení na US Open. V devadesátých letech byl šest let po sobě (1992-1997) hráčem první desítky žebříčku, což se v tomto desetiletí podařilo pouze Petu Samprasovi. Je jedním z mála hráčů, kteří získali tituly ATP ve třech různých desetiletích. Jeho tři tituly z Indian Wells Masters byly rekordem ATP, který vydržel 15 let, než ho v roce 2012 zastínil Roger Federer.

Po odchodu z vrcholové hry se Chang připojil k seniorské tour Jima Couriera, která začala 10. března 2006 v Naples na Floridě.

Čang se v roce 2014 stal trenérem Keie Nišikoriho.

Zápas French Open 1989 proti Ivanu LendloviRedakce

Čangův nejslavnější zápas se odehrál na French Open 1989 na cestě za ziskem jeho jediného grandslamového titulu ve dvouhře. Chang porazil Eduarda Massa, Peta Samprase a Francisca Roiga, přičemž ztratil pouze jeden set, a dostal se tak do čtvrtého kola. Tam se Chang utkal se světovou jedničkou, úřadujícím vítězem Australian Open a trojnásobným bývalým šampionem French Open Ivanem Lendlem.

V roce 1988 byl Chang v exhibičním utkání v Des Moines ve státě Iowa Lendlem snadno poražen. Po zápase Lendl Changovi poradil: „Zaprvé, nemáš žádné podání. A rozhodně nemáš druhé podání. Nemůžeš mi ublížit. Můžeš běhat, ale raději si vypracuj nějakou zbraň, abys tady přežil.“ To všechno jsou slabiny, na jejichž zlepšení Chang zapracoval.

Zdálo se, že Lendl je na nejlepší cestě k vítězství, když první dva sety získal 6:4, 6:4 a ve třetím setu prolomil Changovo podání hned ve svém úvodním gemu. Čang však vzápětí brejk vrátil a třetí set získal poměrem 6-3. Během čtvrtého setu postihl Čanga silný záchvat křečí v noze, a přestože set vyhrál a vyrovnal stav utkání, zvažoval, že za stavu 2:1 v pátém setu ze zápasu odstoupí. Později řekl, že cítil „neuvěřitelné přesvědčení v srdci“, že se nesmí vzdát, a rozhodl se zápas dohrát.

Chang při výměnách chodil po postranní čáře, protože riskoval, že pokud si sedne, nebude moci vstát, a při každé příležitosti jedl banány a pil vodu. Ve snaze překonat křeče také přijal některé neobvyklé taktiky, například při mnoha míčích trefoval míč vysoko do vzduchu, aby zpomalil hru (tzv. „měsíční míče“), a začal si chodit pro více winnerů, aby zkrátil body. Úspěch této taktiky způsobil, že Lendl, o němž je známo, že patří k hráčům, kteří se nejméně nechají vyvést z míry, ztratil rytmus, a také ho přiměl k nadávkám na rozhodčí a diváky, zejména po ztrátě klíčového bodu v pátém setu, kdy ho Čang šokoval podáním pod ruku.

Čang nadále trpěl křečemi, ale v pátém setu se mu podařilo dostat do vedení 5:3 při Lendlově podání. S cílem ještě jednou narušit Lendlovu koncentraci se Čang postavil těsně za servisní čáru a čekal na příjem Lendlova druhého podání. Diváci se této bizarní situaci začali smát a Lendl si zřejmě myslel, že se mu všichni posmívají. Taktika vyšla, protože Lendl předvedl dvojchybu, která Changovi zajistila vítězství 4:6, 4:6, 6:3, 6:3, 6:3 za 4 hodiny a 37 minut. Chang klesl na kolena a po skončení zápasu se rozplakal.

Lendl poté k prohře s Changem poznamenal: „Mnohokrát mě dokázal porazit menší hráč a nepodržel to. Dalo by se říct, že tehdy byl menší hráč, ale Michael to podpořil.“

O sedm dní později Chang po výhře nad Stefanem Edbergem v pěti setech zvedl nad hlavu Coupe des Mousquetaires a stal se nejmladším mužským šampionem v historii grandslamů. Čangův zápas proti Lendlovi se hrál 5. června 1989 pouhý den po vrcholícím masakru na náměstí Nebeského klidu. Čang na dopad masakru často upozorňoval, když vzpomínal na své vítězství na French Open:

„Spousta lidí zapomíná, že se na náměstí Nebeského klidu odehrával masakr. K zásahu, ke kterému došlo, došlo v prostřední neděli French Open, takže pokud jsem zrovna netrénoval nebo nehrál zápas, byl jsem přilepený k televizi a sledoval vývoj událostí… Často lidem říkám, že si myslím, že to byl Boží záměr, abych dokázal vyhrát French Open tak, jak jsem ho vyhrál, protože jsem dokázal vykouzlit úsměv na tvářích Číňanů po celém světě v době, kdy nebylo moc důvodů k úsměvu.“

Chang o dva a půl roku později, 14. prosince 1991, porazil Lendla v semifinále grandslamového turnaje opět téměř dvojnásobným způsobem, a to 2:6, 4:6, 6:4, 7:6 (7:5), 9:7 v zápase trvajícím 4 hodiny a 42 minut

.