У многих осьминогов отлично развиты память и сложные формы поведения.

У них наблюдается хоминг («инстинкт дома») — спо­соб­ность жи­вот­но­го при оп­ре­де­лён­ных ус­ло­ви­ях воз­вра­щать­ся с большого рас­стоя­ния на свой уча­сток оби­та­ния, норе, ло­го­ву, к нерестилищу, гнез­ду. Осьминоги легко и быстро приручаются. Обыкновенный осьминог обладает высокоразвитым головным мозгом. Осьминоги считаются самыми развитыми среди всех беспозвоночных: они без труда различают геометрические фигуры и людей. К тому же осьминоги поддаются дрессировке, обладают хорошей памятью как оперативной, так и долговременной. У осьминогов кровь голубого цвета (гемоцианин, богатый медью, - синий). Эта адаптация позволяет осьминогам выживать и дышать в холодной воде - среде, в которой гемоцианин наиболее эффективно переносит кислород. У осьминогов три сердца, приспособлены дышать в основном через жабры и жить в очень холодной воде.