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。腕的基部与称为裙的蹼状组织相连。口有一对尖锐的角质腭及锉状的齿舌，用以钻破贝壳，刮食其肉。
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。澳洲墨尔本大学的马克·诺曼，在1998年于印尼苏拉威西岛附近的河口水域发现一种章鱼能迅速拟态成海蛇、狮子鱼及水母等有毒生物，避免攻击。
