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複数の吸盤がついた8本の触腕を特徴とする。一般には「足」と呼ばれるが、学術書などでは「腕（触腕）」と表現されることが多い（英語でも arm ［腕］と呼ぶ）。 見た目で頭部と思える丸く大きな部位は実際には胴部であり、本当の頭は触腕の基部に位置して眼や口器が集まっている部分である。すなわち、頭から足（触腕）が生えているのであり、同じ構造を持つイカの仲間とともに「頭足類」の名で呼ばれる所以がここにある。
その柔軟な体のほとんどは筋肉であり、ときには強い力を発揮する。
高い知能を持っていて、形を認識することや、問題を学習し解決することができる。例として、密閉された捻蓋式のガラス瓶に入った餌を視覚のみで認識し、ビンの蓋を捻って餌を取ることができる。また白い物体に強い興味を示す。身を守るためには、保護色に変色し、地形に合わせて体形を変える、その色や形を2年ほど記憶できることが知られている。[1]また、1998年には、インドネシア近海に棲息するメジロダコ（en。右列に関連する画像あり）が、人間が割って捨てたココナッツの殻を組み合わせて防御に使っていることが確認され、2009年12月、「無脊椎動物の中で道具を使っていることが判明した初めての例」として、イギリスの科学雑誌『カレント・バイオロジー (Current Biology) 』に掲載された[2][3][4][5]（これに先行すること数ヶ月、テレビ番組[6]では特集が組まれ、二枚貝の貝殻や持ち運び可能な人工物を利用して身を守る様子が詳しく紹介された。動物の道具使用については別項「文化 (動物)」も参照のこと）。
血液中にはヘモシアニンという緑色の色素が含まれており、そのため、血液は青く見える。
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