Осьминоги — наиболее известные представители головоногих.
Тело короткое, мягкое, сзади овальное.
Ротовое отверстие расположено в месте, где сходятся его щупальца, а анальное — открывается под мантией. Мантия напоминает морщинистый кожаный мешок. Рот осьминога снабжен двумя мощными челюстями, похожими на клюв попугая.
В глотке имеется терка (радула), которая перетирает пищу.
Голова несет восемь длинных щупалец — «рук». «Руки» соединены между собой тонкой перепонкой и имеют от одного до трех рядов присосок. На всех восьми щупальцах взрослого осьминога их около 2000, каждая из которых обладает держащей силой около 100 г.
Дышит осьминог жабрами, однако без ущерба здоровью может непродолжительное время быть вне воды.
У осьминога три сердца: одно (главное) гонит голубую кровь по всему телу, а два других — жаберных — проталкивают кровь через жабры.
Некоторые виды осьминогов ядовиты. Синекольчатые осьминоги (несколько видов из рода Hapalochlaena; англ. Blue-ringed octopus), обитающие у западных берегов Тихого океана, относятся к числу самых ядовитых животных мира.
Головной мозг высокоразвитый (один из самых развитых среди беспозвоночных), имеет зачаточную кору.
Глаза большие, с хрусталиком, похожим на человеческий. Зрачок прямоугольный.
Осьминоги способны воспринимать звук, в том числе инфразвук.
На каждой «руке» расположено до десяти тысяч вкусовых рецепторов, определяющих съедобность или несъедобность предмета.
Обыкновенный осьминог обладает способностью изменять окраску, приспосабливаясь к окружающей среде. Это объясняется наличием в его коже клеток с различными пигментами, способных под влиянием импульсов из центральной нервной системы растягиваться или сжиматься в зависимости от восприятия органов чувств. Обычный окрас — коричневый. Если осьминог напуган — он белеет, если разгневан, то краснеет.
Обитает во всех тропических, субтропических морях и океанах, от мелководья до глубины 100—150 м. Предпочитает скалистые прибрежные зоны, отыскивая для обитания пещеры и расщелины в скалах. В 2007 году учёные обнаружили «антарктического осьминога».
Поедает моллюсков, ракообразных, рыбу. Добычу обыкновенный осьминог захватывает всеми восьмью щупальцами. Осьминог своим клювом кусает жертву, удерживая её присосками. При этом яд слюнных желез из глотки попадает в рану. Сильно выражены индивидуальные предпочтения в еде и в способе её добывания.
Осьминог ведет придонный образ жизни, обитая среди камней, скал и водорослей. На Дальнем Востоке излюбленным укрытием его молоди являются пустые раковины приморского гребешка. Днем он менее активен, чем ночью, поэтому считается ночным животным. Робок, при приближении водолаза или аквалангиста обычно прячется под камни. Жилище свое содержит в чистоте: подметает струей воды из воронки, объедки складывает снаружи в мусорную кучу. Тащит в нору все, что найдет на дне: главное, чтобы вход был узок, а внутри — широко. Селится даже в ящиках, бидонах, шинах и резиновых сапогах. При приближении врагов спасается бегством, прячась в расщелинах скал и под камнями. У осьминогов есть защитное приспособление — автотомия: схваченное врагом щупальце может оторваться за счет сильного сокращения мышц, которые в этом случае сами себя разрывают. Самый «умный» среди всех беспозвоночных: поддается дрессировке, имеет хорошую память, различает геометрические фигуры — маленький квадрат отличает от более крупного, прямоугольник, поставленный вертикально, от прямоугольника, поставленного горизонтально, круг от квадрата, ромб от треугольника. Узнает людей, привыкает к тем, кто их кормит. Если проводить с осьминогом достаточно времени, он становится ручным. Прекрасно обучаем.Зимует в более глубоких водах, а летом переселяется на мелководье.
Употребление осьминогов в пищу распространено во многих культурах. В японской кухне осьминог — обычный продукт, из которого готовятся такие блюда как суши и такояки. Также их едят живыми. Живых осьминогов нарезают на тонкие кусочки и съедают их в течение нескольких минут пока мышцы щупалец продолжают конвульсировать. Едят осьминогов на Гавайских островах. Часто употребимы осьминоги в средиземноморской кухне. Осьминог — источник витаминов B3, B12, калия, фосфора и селена. Готовить осьминогов следует аккуратно, чтобы избавиться от слизи, запаха и остатков чернил.