章鱼身体表面的疣密生，皮肤色素细胞全身分布。能随周围环境变更体色和身体长度，在岩石和海藻中表现出很好的拟态。章鱼用吸盘沿海底爬行，但受惊时会从体管喷出水流，从而迅速向反方向移动。遇到危险时会喷出墨汁似的物质，作为烟幕。有些种类产生的物质可麻痹进攻者的感觉器官。

章鱼科的种类共有26属252余种海洋软体动物，它们的大小相差极大。章鱼体呈短卵圆形，囊状，无鳍；头与躯体分界不明显，章鱼的头胴部约7-9.5厘米，头上有大的复眼及8条可收缩的腕。每条腕均有两排肉质的吸盘，短蛸的腕长约12厘米，长蛸的腕长约48.5厘米，真蛸的腕长约32.5厘米。平时用腕爬行，有时借腕间膜伸缩来游泳，能有力地握持他物，用头下部的漏斗喷水作快速退游。

章鱼不仅可连续六次往外喷射墨汁，而且还能够像最灵活的变色龙一样，改变自身的颜色和构造，变得如同一块覆盖着藻类的石头，然后突然扑向猎物，而猎物根本没有时间意识到发生了什么事情。章鱼能利用灵活的腕足在礁岩、石缝及海床间爬行，有时把自己伪装成一束珊瑚，有时又把自己装扮成一堆闪光的砾石。

章鱼将水吸入外套膜，呼吸后将水通过短漏斗状的体管排出体外。大部分章鱼用吸盘沿海底爬行，但受惊时会从体管喷出水流，喷射的水力强劲，从而迅速向反方向移动。