Wellington Saints (2011)
Saison 2011
Im Jahr 2011 spielte Adams für die Wellington Saints in der National Basketball League. Er wurde von den Saints nicht bezahlt, um seine College-Fähigkeit zu behalten. Er wurde zum NBL-Rookie des Jahres gewählt und half den Saints, die Meisterschaft zu gewinnen. In 15 Spielen für die Saints erzielte er durchschnittlich 5,5 Punkte und 4,1 Rebounds pro Spiel.
Oklahoma City Thunder (2013-2020)
Saison 2013-14
Am 27. Juni 2013 wurde Adams mit dem 12. Gesamtpick im NBA-Draft 2013 von den Oklahoma City Thunder ausgewählt und war damit der erste Neuseeländer, der in der ersten Runde eines NBA-Drafts ausgewählt wurde. Er war auch der erste Spieler aus Pittsburgh, der in der ersten Runde ausgewählt wurde, seit 1999, als Vonteego Cummings von den Indiana Pacers mit der 26. allgemeinen Auswahl ausgewählt wurde. Am 12. Juli 2013 unterzeichnete er seinen Rookie-Staffel-Vertrag mit den Thunder. In seinem NBA-Debüt am 30. Oktober 2013 verzeichnete Adams zwei Punkte, drei Rebounds, einen Assist und drei Fouls in 18½ Minuten von der Bank gegen die Utah Jazz. Am 8. November, in seinem erst fünften NBA-Spiel, erzielte Adams 17 Punkte und 10 Rebounds bei einem 119:110-Sieg gegen die Detroit Pistons. Für den Rest der regulären Saison konnte er beide Werte nicht mehr übertreffen. Er kam in 81 Spielen (20 Starts) zum Einsatz und erzielte in 14,8 Minuten durchschnittlich 3,3 Punkte, 4,1 Rebounds (9. unter NBA-Rookies) und 0,70 Blocks (9. unter NBA-Rookies). In Spiel 6 der Zweitrunden-Playoff-Serie der Thunder gegen die Los Angeles Clippers erzielte Adams 10 Punkte und 11 Rebounds (Saisonhöchstwert). Die Thunder erreichten die Western Conference Finals, wo sie von den San Antonio Spurs in sechs Spielen besiegt wurden. Am Ende der Saison 2013-14 wurde Adams in das NBA All-Rookie Second Team gewählt.
Saison 2014-15
Am 16. November 2014 verzeichnete Adams bei der 69:65-Niederlage gegen die Houston Rockets ein Karriere-Hoch von sechs Blocks. Am 25. Dezember 2014 verzeichnete er beim 114:106-Sieg gegen die San Antonio Spurs ein Saison-Hoch von 16 Punkten und ein damaliges Karriere-Hoch von 15 Rebounds. Am 21. Januar 2015 verzeichnete er beim 105:103-Sieg in der Verlängerung gegen die Washington Wizards mit 20 Rebounds ein Karrierehoch. Im Februar und März verpasste Adams 11 Spiele in Folge mit einem gebrochenen Ringfinger an der rechten Hand. In der Saison 2014-15 erzielte er dreimal ein Saison-Hoch von 16 Punkten.
Saison 2015-16
Am 10. Januar 2016 stellte Adams bei einer 115-110-Niederlage gegen die Portland Trail Blazers sein Karriere-Hoch von 17 Punkten ein. Am 12. April 2016, im Finale der regulären Saison der Thunder, hatte Adams eine weitere 17-Punkte-Leistung bei einer 102-98-Niederlage gegen die San Antonio Spurs. In Spiel 2 der Zweitrunden-Playoff-Serie der Thunder gegen die Spurs erzielte Adams 12 Punkte und 17 Rebounds. In Spiel 4 erzielte er 16 Punkte. Adams half den Thunder, zum zweiten Mal in drei Jahren in die Western Conference Finals einzuziehen, wo er in Spiel 1 gegen die Golden State Warriors 16 Punkte und 12 Rebounds erzielte. Trotz einer 3:1-Führung in der Serie wurden die Thunder in sieben Spielen von den Warriors besiegt.
Saison 2016-17
Am 31. Oktober 2016 unterzeichnete Adams eine Vertragsverlängerung über vier Jahre und 100 Millionen Dollar bei den Thunder. Am 22. November 2016 erzielte Adams bei der 111:109-Niederlage gegen die Los Angeles Lakers ein Karriere-High von 20 Punkten. Diese Marke übertraf er am 9. Dezember 2016, als er 24 Punkte bei einer 102:99-Niederlage gegen die Houston Rockets erzielte. Seine 17 Punkte in der ersten Halbzeit waren ein Karrierehoch für eine Halbzeit.
Saison 2017-18
Am 1. Dezember 2017 erzielte Adams mit 27 Punkten ein Karrierehoch mit perfekten Schüssen aus dem Feld und von der Freiwurflinie, um den Thunder zu helfen, die Minnesota Timberwolves 111-107 zu schlagen. Am 2. Februar 2018 erzielte er 23 Punkte und 12 Rebounds bei einer 114:100-Niederlage gegen die New Orleans Pelicans und erreichte damit 3.000 Karriere-Punkte. Er schloss sich Kevin Durant und Serge Ibaka als den einzigen Thunder-Spielern mit mindestens 3.000 Karriere-Punkten und 350 Karriere-Blocks an. Am 13. Februar 2018 verzeichnete Adams 22 Punkte und 17 Rebounds bei einer 120:112-Niederlage gegen die Cleveland Cavaliers. Zwölf seiner 17 Rebounds gegen die Cavaliers waren offensiv, womit er der erste Thunder-Spieler überhaupt wurde, der 12 Offensiv-Rebounds in einem Spiel holte. In Spiel 6 der Erstrunden-Playoff-Serie der Thunder gegen die Utah Jazz verzeichnete Adams 19 Punkte und 16 Rebounds bei einer 96:91-Niederlage, als die Thunder sich mit einer 2:4-Niederlage aus den Playoffs verabschiedeten.
Saison 2018-19
Am 17. November 2018 erzielte Adams 26 Punkte bei einem 110:100-Sieg gegen die Phoenix Suns. Am 14. Dezember verzeichnete er 26 Punkte und 14 Rebounds bei einer 109:98-Niederlage gegen die Denver Nuggets. Am 19. Dezember erzielte er bei einem 132:113-Sieg gegen die Sacramento Kings 20 Punkte und 23 Rebounds, ein Karrierehoch. Am 3. März 2019 verzeichnete er 13 Punkte und 22 Rebounds bei einem 99:95-Sieg gegen die Memphis Grizzlies.
New Orleans Pelicans (2020-heute)
Am 24. November 2020 wurde Adams zu den New Orleans Pelicans getradet. Als Teil des Deals unterschrieb er eine zweijährige, 35-Millionen-Dollar-Verlängerung bei den Pelicans.