Chang tuli tennismaailman tietoisuuteen ensin erinomaisena junioripelaajana, joka teki lukuisia ”kaikkien aikojen nuorimpien” ennätyksiä. Hän voitti ensimmäisen kansallisen mestaruutensa, USTA Junior Hard Courtin kaksinpelin, 12-vuotiaana. Hän voitti 13-vuotiaana Fiesta Bowl 16s -turnauksen. Kaksi vuotta myöhemmin, 15-vuotiaana, Chang voitti USTA Boys 18s Hardcourt -turnauksen ja Boys 18s Nationals -turnauksen, ja hänestä tuli nuorin pelaaja, joka on voittanut pääsarjaottelun US Openissa, kun hän voitti Paul McNameen neljässä erässä ensimmäisellä kierroksella. Kuukautta myöhemmin hän pääsi välieriin Arizonan Scottsdalessa ja oli näin nuorin pelaaja, joka on päässyt huipputason ammattilaisturnauksen välieriin. Ensimmäisen huipputason kaksinpelimestaruutensa hän voitti vuonna 1988 San Franciscossa 16 vuoden ja 7 kuukauden ikäisenä.
Changin merkittävin nuoruusennätys tuli vuonna 1989, kun hän voitti Ranskan avoimet turnaukset 17 vuoden ja 110 päivän ikäisenä ja oli näin kaikkien aikojen nuorin miespelaaja, joka on voittanut Grand Slam -tittelin. Hän voitti Stefan Edbergin viiden erän finaalissa 6-1, 3-6, 4-6, 6-4, 6-2. Hänen voittonsa muistetaan myös eeppisestä viiden erän kohtaamisesta Ivan Lendlin kanssa neljännellä kierroksella (ks. alla). Changista tuli ensimmäinen amerikkalainen mies, joka voitti Ranskan avoimet sitten vuoden 1955, ja ensimmäinen amerikkalainen mies, joka voitti Grand Slam -turnauksen sitten vuoden 1984. Elokuussa 1989 Changista tuli nuorin pelaaja, joka on rankattu maailmanlistalla viiden parhaan joukkoon.
Chang kohtasi Edbergin US Openin välierissä vuonna 1992, ja tällä kertaa Edberg voitti viiden erän kohtaamisen 6-7, 7-5, 7-6, 5-7, 6-4. Viisi tuntia ja 26 minuuttia kestänyt ottelu on US Openin historian pisin. Chang pääsi vuoden 1989 Ranskan avointen voiton jälkeen vielä kolmeen Grand Slam -finaaliin, häviten vuoden 1995 Ranskan avointen finaalin Thomas Musterille, vuoden 1996 Australian avointen finaalin Boris Beckerille ja vuoden 1996 US Openin finaalin Pete Samprasille. Ranskan avoimissa 1995 hän voitti Michael Stichin ja silloisen kaksinkertaisen puolustavan mestarin Sergi Brugueran välierissä suorissa sarjoissa ja hävisi lopulta Musterille. Sekä Australian että Yhdysvaltain avoimissa 1996 hän voitti Andre Agassin välierissä suorissa sarjoissa; voitto Samprasista Yhdysvaltain avoimissa olisi tehnyt Changista USA:n avointen mestarin. maailman ykköspelaajaksi. Vuoden 1997 U.S. Openissa hän oli ennakkosuosikki voittajaksi sen jälkeen, kun Sampras oli kaatanut Petr Kordan; Chang kuitenkin hävisi välierissä lopulta mestariksi selviytyneelle Patrick Rafterille suorissa sarjoissa.
Chang oli keskeinen jäsen Yhdysvaltain joukkueessa, joka voitti Davis Cupin vuonna 1990. Itävallan välierissä hänen dramaattinen paluunsa kahden sarjan tappioasemasta Horst Skoffia vastaan 3-6, 6-7, 6-4, 6-4, 6-4, 6-3 johti USA:n ensimmäiseen Davis Cup -finaaliin sitten vuoden 1984. Chang voitti Darren Cahillin suorissa erissä, kun Yhdysvallat voitti Australian finaalissa. Hän oli mukana myös Yhdysvaltain joukkueessa, joka voitti World Team Cupin vuonna 1993. Hänen paras suorituksensa vuodenvaihteen kaksinpelimestaruuskilpailuissa tuli vuonna 1995, kun hän voitti Musterin, Jim Courierin ja hallitsi sitten Pete Samprasia välierissä, ennen kuin hävisi finaalissa Boris Beckerille.
Chang edusti Yhdysvaltoja Barcelonan kesäolympialaisissa 1992, jossa hän ylsi toiselle kierrokselle ennen kuin karsiutui Jaime Oncinsilta. Hän päätti jättää vuoden 1996 kesäolympialaiset väliin huolimatta siitä, että tapahtuma järjestettiin Atlantassa ja että hän olisi ollut turnauksen ykkössijoitettu (kaksinpelin kultamitalin voitti Andre Agassi). Chang osallistui vuoden 2000 kesäolympialaisiin Sydneyssä, jossa hän karsiutui ensimmäisellä kierroksella Sébastien Lareaulta.
Changin tutustutti tennikseen hänen isänsä Joe, joka oli hänen ensimmäinen valmentajansa. Nousunsa aikana vuonna 1989 (mukaan lukien Ranskan avointen mestaruus) häntä valmensi José Higueras. Suurimman osan ammattilaisurastaan häntä valmensi hänen isoveljensä Carl Chang, joka myös pelasi useissa kaksinpeliturnauksissa hänen kanssaan 1990-luvun alussa. Hän oli ensimmäinen pelaaja, jonka Roger Federer voitti Grand Slam -turnauksen pääsarjassa Australian avoimissa vuonna 2000. Hän oli myös toinen pelaaja, jonka Andy Roddick voitti Grand Slam -turnauksen pääsarjassa, Ranskan avointen toisella kierroksella vuonna 2001.
Chang lopetti ammattilaisuransa vuonna 2003. Uransa aikana hän voitti yhteensä 34 huipputason ammattilaisyksinpelin titteliä. Hänen viimeisen huipputason tittelinsä hän voitti vuonna 2000 Los Angelesissa. Hänen uransa palkintorahatulot olivat yhteensä 19 145 632 Yhdysvaltain dollaria. Hänen uransa korkein sijoitus kaksinpelissä oli maailmanlistan kakkonen vuonna 1996 US Openin loppuottelun jälkeen. Hän oli 1990-luvulla (1992-1997) kymmenen parhaan pelaajan joukossa kuutena peräkkäisenä vuotena, ja tällä vuosikymmenellä tämän saavutuksen saavutti vain Pete Sampras. Hän on yksi harvoista pelaajista, jotka ovat voittaneet ATP-titteliä kolmella eri vuosikymmenellä. Hänen kolme Indian Wells Masters -titteliään oli ATP-ennätys, joka pysyi pystyssä 15 vuotta, ennen kuin Roger Federer pimensi sen vuonna 2012.
Viidettyään eläkkeelle huipputason pelistä Chang on liittynyt Jim Courierin seniorikiertueeseen, joka alkoi 10. maaliskuuta 2006 Floridan Naplesissa.
Changista tuli Kei Nishikorin valmentaja vuonna 2014.
Vuoden 1989 Ranskan avointen ottelu vs. Ivan LendlEdit
Changin tunnetuin ottelu käytiin Ranskan avoimissa vuonna 1989, matkalla voittamaan ainoan Grand Slam -yksinpelin tittelinsä. Chang voitti Eduardo Masson, Pete Samprasin ja Francisco Roigin häviten vain yhden sarjan päästessään neljännelle kierrokselle. Siellä Chang kohtasi maailmanlistan ykkösen, hallitsevan Australian avointen mestarin ja kolminkertaisen entisen Ranskan avointen mestarin Ivan Lendlin.
Vuonna 1988 Chang oli hävinnyt Lendlille helposti Des Moinesissa, Iowassa järjestetyssä näytösottelussa. Ottelun jälkeen Lendl neuvoi Changia: ”Ensinnäkin, sinulla ei ole syöttöä. Eikä sinulla todellakaan ole toista syöttöä. Et voi satuttaa minua. Voit juosta, mutta sinun on parempi kehittää ase selviytyäksesi täällä”, kaikki heikkouksia, joita Chang pyrki parantamaan.
Lendl näytti olevan matkalla voittoon vietyään kaksi ensimmäistä erää 6-4, 6-4 ja murrettuaan Changin syötön kolmannen erän avauspalvelussaan. Chang kuitenkin mursi heti takaisin ja vei kolmannen erän 6-3. Neljännen erän aikana Chang sai vakavan jalkakramppikohtauksen, ja vaikka hän voitti erän tasoittaakseen ottelun, hän harkitsi ottelun keskeyttämistä, kun hän johti viidennessä erässä 2-1. Myöhemmin hän sanoi tunteneensa ”uskomatonta vakaumusta sydämessäni” olla luovuttamatta, ja päätti pelata ottelun loppuun.
Chang kuljeskeli sivussa vaihtojen aikana, sillä hän oli vaarassa, ettei pysty nousemaan ylös, jos hän istuu alas, ja söi banaaneja ja joi vettä aina tilaisuuden tullen. Hän otti myös käyttöön epätavallisia taktiikoita yrittäessään voittaa kramppejaan, kuten lyömällä pallon korkealle ilmaan monissa pisteissä hidastaakseen peliä (tunnetaan nimellä ”kuupallot”), ja alkoi hakea enemmän voittajia lyhentääkseen pisteitä. Näiden taktiikoiden onnistuminen aiheutti sen, että Lendl, joka tunnetusti on yksi heikoimmin horjuvista pelaajista, menetti rytminsä ja sai hänet myös kiroilemaan tuomarille ja yleisölle, erityisesti menetettyään avainpisteen viidennessä erässä, kun Chang järkytti häntä antamalla kainalon alle menevän syötön.
Chang jatkoi kramppeista kärsimistä, mutta onnistui kuitenkin siirtymään viidennessä erässä 5-3-johtoon kahdella ottelupallolla Lendlin tarjoilun myötä. Tavoitteenaan murtaa Lendlin keskittyminen vielä kerran, Chang seisoi aivan palvelulinjan takana odottaessaan Lendlin toista syöttöä. Yleisö alkoi nauraa oudolle tilanteelle, ja Lendl näytti luulevan, että kaikki pilkkasivat häntä. Taktiikka toimi, sillä Lendl teki kaksoisvirheen ja antoi Changille voiton 4-6, 4-6, 4-6, 6-3, 6-3, 6-3, 6-3, 4 tunnissa ja 37 minuutissa. Chang vajosi polvilleen ja purskahti kyyneliin ottelun päätyttyä.
Lendl huomautti jälkeenpäin Changille kärsimästään tappiosta: ”Monta kertaa heikompi pelaaja voisi voittaa minut ilman vastusta. Täytyy sanoa, että hän oli silloin huonompi pelaaja, mutta Michael tuki sen.”
Seitsemän päivää myöhemmin, voitettuaan Stefan Edbergin viidessä sarjassa, Chang nosti Coupe des Mousquetaires -turnauksen, josta tuli Grand Slamin historian nuorin miesten mestari. Changin ottelu Lendliä vastaan pelattiin 5. kesäkuuta 1989 vain päivä Tiananmenin aukion verilöylyn huippuhetken jälkeen. Chang on usein todennut verilöylyn vaikutuksen muistellessaan Ranskan avointen voittoaan:
”Monet ihmiset unohtavat, että Tiananmenin aukio oli meneillään. Tapahtunut joukkosurma oli Ranskan avoimien keskisunnuntaina, joten jos en harjoitellut tai pelannut ottelua, olin liimautuneena television ääreen ja katselin tapahtumia… Sanon usein ihmisille, että mielestäni oli Jumalan tarkoitus, että pystyin voittamaan Ranskan avoimet niin kuin se voitettiin, koska pystyin saamaan hymyn kiinalaisten kasvoille ympäri maailmaa aikana, jolloin ei ollut paljon hymyilyttävää.”
Chang voitti Lendlin uudelleen lähes kaksinkertaisella tavalla 2-6, 4-6, 6-4, 7-6 (7-5), 9-7 neljän tunnin ja 42 minuutin välierässä Grand Slam Cupissa 2½ vuotta myöhemmin 14. joulukuuta 1991.”