Сегодня класс Головоногие насчитывает около 700 видов, к которым относятся исключительно обитатели водоемов с высокой концентрацией солей. Головоногие являются хищниками и имеют довольно крупные размеры. Тело головоногих делится на голову, туловище и щупальца – видоизмененная нога. Щупальца окружают рот моллюска. Обычно у головоногих имеется либо 8 одинаковых щупалец, либо 8 длинных и 2 коротких.
На каждом из щупалец имеются присоски, которые помогают захватывать, удерживать и доставлять в рот добычу. На голове имеются два больших глаза, Присосок на щупальцах нет только у наутилуса – одного из тропических видов головоногих.
Внешней раковины у головоногих нет, так как у большинства из них она является внутренней частью тела. У каракатицы она находится под кожей. У наутилуса имеется внешняя многокамерная раковина, в одной из камер которой находится тело, а в остальных – воздух. Это позволяет наутилусу передвигать на довольно высокой скорости, а также регулировать глубину погружения (заполняя камеры то водой, то воздухом с высоким содержанием азота). Головоногие могут передвигаться реактивным способом, благодаря чему скорость некоторых из них может составлять до 70 км/ч (кальмары).
Многие головоногие способны менять раскраску своей кожи в зависимости от ситуации. Это может быть мимикрия – маскировка под окружающую среду или предупреждающе-угрожающая смена расцветки – яркие, контрастные расцветки; быстрая смена расцветок. Эта особенность головоногих является следствием высокоразвитой нервной системы моллюсков, которая состоит из сложного головного мозга, который находится в примитивном черепе – хрящевой оболочке. Также нервную систему составляют органы чувств.
Сложная нервная система головоногих обусловила появление у них условных рефлексов и других признаков сложного поведения. Например, некоторые моллюски этого класса могут вырабатывать чернильную жидкость, которая во время опасности резко выплескивается наружу, образуя черное пятно, мешающее врагу моллюска увидеть его. Благодаря этому головоногое может скрыться. Также есть виды, у которых имеются слюнные железы, выделяющие ядовитые вещества. Эти вещества помогают умертвить добычу.
Половая система у головоногих моллюсков разнополая. Развитие прямое.
Многие головоногие являются целью промышленного отлова, так как употребляются в пищу. Каракатицы вырабатывают чернильную жидкость, из которой изготавливают натуральную тушь – сепию. Непереваренные остатки головоногих в желудке кашалотов образуют особое вещество – амбру, которая используется в парфюмерной промышленности. Также головоногие являются пищевой базой для большинства морских животных.