Os cefalópodes são os invertebrados mais inteligentes e têm bons sentidos e grandes cérebros. O sistemanervoso dos cefalópodes é o mais complexo dos invertebrados, e sua relação de massa encefálica e corporal se situa entre a dos vertebrados de sangue quente e frio. As fibras nervosas gigantes do manto de cefalópodes têm sido um material experimental favorito por muitos anos; seu grande diâmetro os torna mais fáceis de estudar.
Cor e luz
A maioria dos cefalópodes tem cromatóforos - ou seja, células com cores diferentes - que podem utilizar de várias maneiras surpreendentes. Além de se misturarem com seu fundo, alguns cefalópodes bioluminescem, brilhando luz para baixo para esconder suas sombras de qualquer agressor. A bioluminescência é feita por simbiontes bacterianos; o cefalópode hospedeiro é capaz de encontrar a luz feita por estes animais. A bioluminescência também pode ser usada para atrair presas, e algumas espécies usam espetáculos coloridos para conseguir companheiros, surpreender predadores ou mesmo sinalizar uns para os outros.
Coloração
A coloração pode ser alterada em milissegundos à medida que se ajustam ao seu ambiente, e as células de pigmento podem se expandir ou se contrair. A rápida mudança de cor é geralmente mais comum em espécies próximas à costa do que as que vivem em mar aberto. Os que vivem em mar aberto usam principalmente camuflagem para tornar seu contorno corporal menos fácil de ver.
Evidências da coloração original foram encontradas em fósseis de cefalópodes tão antigos quanto os silurianos; certas espécies de casca reta tinham linhas ao redor de sua concha, que se pensa terem sido usadas como camuflagem do contorno de seu corpo. Os cefalópodes devonianos apresentam padrões de cores mais complexos, cuja função pode ser mais complexa.
Movendo-se
Os cefalópodes geralmente se movem por propulsão a jato (esguichando água). Isto usa muita energia para viajar em comparação com a propulsão de cauda utilizada pelos peixes. Eles usam a propulsão a jato porque não têm barbatanas ou barbatanas. A eficiência da propulsão a jato diminui com animais maiores. Esta é provavelmente a razão pela qual muitas espécies usam suas barbatanas ou braços para se moverem, se possível.
A água oxigenada é levada para dentro da cavidade do manto até as brânquias. Ao contrair os músculos do manto, a água é empurrada para fora através do sifão, feito por uma dobra no manto. O movimento dos cefalópodes é normalmente para trás, pois a água é forçada para fora, mas o sifão pode ser apontado em diferentes direções. Alguns cefalópodes podem ajustar sua forma corporal para se moverem através da água com mais facilidade.
Algumas espécies de polvos também são capazes de caminhar ao longo do fundo do mar. As lulas e os chocos podem mover-se a curtas distâncias em qualquer direção, movendo uma aba de músculo ao redor do manto.
Ink
Com exceção dos Nautilidae e das espécies de polvo da subordem Cirrina, todos os cefalópodes conhecidos possuem um saco de tinta, que pode ser usado para empurrar uma nuvem de tinta escura para confundir os predadores.