看上去，章鱼与人类有着无法想象的差异：没有我们常说的身体，只是在一个头上抽出8条腕（如果把它们叫做腿或者触手在生物学上是完全错误的）。值得高兴的是，研究发现，相对于自身体重，它们有一个比较大的脑，仅次于鸟类和哺乳动物，比任何其他动物都要大，而且它们很容易变得厌烦。如果被饲养在接近自然特性的环境中，它们会生长很快、学得很快而且能够记住很多被教过的东西；如果被饲养在裸露的容器中，这些特性都会变得很差。它们能够记住有可能会找到食物的地方，以及它们被捕捉过的地方。虽然章鱼大多数时候是独居的，但有证据表明，如果群居在一起，它们能够进行交流，建立等级制度并且会避免冲突。因为所有这些原因，章鱼在英国的实验室里享有同脊椎动物一样的法律地位。
章鱼所不擅长的是辨别其他同类的性别（章鱼在英语里复数形式是octopuses或者octopodes，而不是octopi，这个词来源于希腊语而不是拉丁语）。把两只章鱼放在一个容器里，它们就会进行交配，而不在乎对方的性别。相拥在一起的两只雄性章鱼，通常会在30秒钟之内若无其事地分开，但是有些时候这种雄性之间的拥抱会持续好几天。还有一种情况是，这两只拥抱在一起的章鱼甚至并不属于同一物种。尽管日本的艺术家固执地痴迷于用一条巨大的章鱼同时刺激妇女的8个性敏感区，但章鱼的交配是一件文雅的事情，在一个长度不超过它们的腕的距离内进行。雄性章鱼的8个腕之中有一个是用于交配的，因而与其他的腕有所不同：腕的下面有一个凹槽；顶端可以抓握，叫做唇舌，有些种类还可以充血膨胀，与哺乳动物的阴茎非常相似。雄性章鱼通过这个腕小心地把一包精子放入雌性章鱼外套膜上相对应的窄缝里（位于身体上或头部）。然后唇舌会折断，并留在了雌性的体内。雄性章鱼在交配后的几个月内就会死去。尽管章鱼能够再生缺失的肢体，但是却不能再生一个新的用于交配的腕。
雄性紫毯章鱼有较高的性别辨认能力。它的技巧是折断自己用于交配的腕，放置在雌性身体的某个部位上，然后就游走并死去。假设这大致就相当于一条小小的鲱鱼靠近一条巨大的蓝鲸，而且雌性紫毯章鱼不可能注意到雄性的存在。之后，雄性离体的那条用于交配的腕会爬进雌性的鳃的裂缝里，并在那里存活长达一个月的时间，直到雌性的卵细胞成熟。然后雌性章鱼取出这条腕，像在一杯咖啡中加入一包糖一样，撕开它，把里面的精子洒在它的卵细胞上。
章鱼不但机智而且同样也很灵巧。它们能够打开果酱罐，以石头作为工具砸开贝壳，挥舞折断的水母触手当作武器。有些种类能靠两条腕来“行走”，看上去就像两足动物。它们利用自己身体肌肉进行的水流喷射产生的反作用力来前进，速度能达到每小时40千米。它们甚至能利用这种方式来“飞行”，把自己完全喷射出水面来逃避捕食者。因为章鱼没有骨骼，身体上唯一坚硬的部分只有像鹦鹉一样的喙，这使得它们能够挤过如同它们眼球一样小的间隙。
