Osmanlı şehzadesi, Fatih Sultan Mehmet’in küçük oğlu (1459-1495).
Küçük yaşından itibaren önemli hocalardan dersler aldı. Dokuz yaşında Kastamonu Sancakbeyliği’ne gönderildi. Öğrenimine orada devam etti. 1474’te Karaman valiliğine atandı. Burada kaldığı altı yıl içinde en iyi öğretmenlerden ders gördü. Binicilik ve avcılık gibi sporlarla uğraştı. Çevresinde değerli devlet adamları vardı. Cem hareketli ve cesur bir şehzadeydi. Fatih Sultan Mehmet, Cem’i büyük oğlu Bayezit’ten daha çok seviyordu.
Babası öldüğü zaman Cem yirmi üç yaşındaydı. Başvezir Karamani Mehmet Paşa, Cem’in padişah olmasını uygun görüyor, fakat yeniçeriler Amasya Valisi Bayezit’in padişahlığa getirilmesini istiyorlardı. Karamani Mehmet Paşa, yeniçerilerin ve öteki devlet adamlarının da etkisiyle Bayezit’e haber göndererek onu İstanbul’a çağırdı. Bir yandan da gizlice bir adamıyla Cem’e mektup göndererek durumu ona da bildirmeye çalıştı. Ancak Anadolu Beylerbeyi Sinan Paşa, Cem’e giden haberciyi yakalayarak öldürdü. Durumu öğrenen Yeniçeriler ayaklandılar ve Karamani Mehmet Paşa’yı öldürdüler. Bu arada İstanbul’a gelen II. Bayezit padişah oldu.
Cem ağabeyine karşı çıktı. Kuvvetleriyle Konya’dan Bursa’ya gelerek şehri ele geçirdi. Adına hutbe okuttu ve para bastırdı. Böylece hükümdarlığını ilan etmiş oldu. Cem, II. Bayezit’e haber göndererek Osmanlı ülkelerinin ikisi arasında bölüşülmesini, kendisinin Anadolu’da, Bayezit’in Rumeli’de hükümdar olmasını ileri sürdü. Ancak II. Bayezit devletin bizzat kendi elleriyle parçalanması anlamına gelen bu öneriyi şiddetle reddetti. İki kardeş birbirlerine karşı savaşa hazırlandılar. Bursa yakınlarında Yenişehir ovasında yapılan savaşta Cem Sultan yenildi. Yaralı olarak Konya’ya kaçtı. Ancak burada tutunamayacağını anlayınca, ailesini de yanına alarak Memlükler’e sığındı. Kahire’ye ulaşınca Memlük Sultanı Kayıt Bey tarafından bir hükümdar gibi ağırlandı.
Cem, Mısır’da kaldığı sırada hacca gitti. Dönüşünde Ankara Sancak Beyi’nin çağrısı üzerine Adana’ya geldi. Orada Karamanoğlu Kasım Bey’le görüşüp anlaştı. Birlikte hareket ederek Konya’yı kuşattılar. Hadım Ali Paşa şehri savundu. Konya halkı da II. Bayezit’e bağlı kaldığından şehir alınamadı. Cem’le birlik olan Ankara Sancak Beyi, Sivas Beylerbeyi ile yaptığı savaşta öldü. İki kardeş arasında bir anlaşmaya varılamadı. Cem, üzerine kuvvet gönderilince Rodos şövalyelerine sığındı. Şövalyelerin başkanı ona gereken saygıyı gösterdi. Cem’in amacı Rumeli’ye geçmekti. II. Bayezit, şövalyelerin başkanıyla anlaşarak, Cem’in hiç bir yere salıverilmemesi karşılığında her yıl kırk beş bin Venedik dükası vermeyi kabul etti.
Şövalyeler, Cem’i Fransa’ya götürdüler ve şatodan şatoya dolaştırdılar. Savola Dukası Prens Charles, çaresiz veliahta acıyarak onu kurtarmak istedi. Fakat şövalyeler bunu öğrenince Cem’i oradan da uzaklaştırdılar. Kendisini Sassenage Şatosu’na götürdüler. Cem, buranın beyinin kızı Helen’e aşık oldu. Şövalyeler Cem’in kaçırılmasından çekinerek kendisini bir kez daha başka yere naklettiler. Şövalyeler hem II. Bayezitten, hem de Cem’in annesi ve eşinden ayrı ayrı para sızdırdılar. Sonra da Şehzade’yi Papa’ya teslim ettiler.
Cem, Roma’ya götürüldü. Papa bir görüşme sırasında Cem’den Hristiyanlığı kabul etmesini istedi. Fakat Cem, “Ben ne Osmanlı padişahlığı ve ne de dünya saltanatı için dinimden ayrılmam” karşılığını verdi. Bunun üzerine Papa da Cem’i koz olarak kullanıp II. Bayezit’ten kendisi için para aldı. Sonra, Cem’in üzerinden servet yapanlar kervanına İtalya’yı işgal eden Fransa kralı VII. Charles da katıldı.
Cem İtalya’da bilinmeyen bir hastalığa yakalandı, vücudunun her tarafı şişti ve kısa sürede de acılar içinde kıvranarak öldü. Bazı kaynaklar Cem’in zehirlenerek öldürüldüğünü ileri sürmektedir. Ağabeyi II. Bayezit, yıllarca mücadele ettiği biraderi Cem’in öldüğünü duyunca üç gün yas tutturdu ve yüz bin akçe sadaka dağıttı. Cem’in cesedi bir süre Napoli’de kaldı. II. Bayezit’in isteğiyle 1499 yılında Türkiye’ye gönderildi. Bursa Muradiye’de gömüldü.
Kastamonu sancakbeyi iken Farsça öğrenmeye başlayan Cem Sultan’ın Farsça ve Türkçe olmak üzere iki Divan’ı, Cemşid ü Hurşid adlı çeviri bir mesnevisi ve bir fal kitabı bulunmaktadır.