Τα θηλυκά χταπόδια είναι συνήθως πολύ μεγαλύτερα από τα αρσενικά.
Το είδος Tremoctopus violaceus είναι ένα ακραίο παράδειγμα σεξουαλικού διμορφισμού μεγέθους σε μη-μικροσκοπικό ζώο.
Τα θηλυκά φτάνουν μήκος έως 2 μέτρα, σχεδόν δύο τάξεις μεγέθους μεγαλύτερα από τα αρσενικά, που έχουν μήκος μόλις 2,4 εκ. Η αναλογία βάρους μεταξύ των φύλων είναι τουλάχιστον 10.000:1 και πιθανόν να φτάνει έως και 40.000:1.
Η σεξουαλική επιλογή και η μοναδική αμυντική στρατηγική του είδους, η οποία περιλαμβάνει τη μεταφορά κνιδοφόρων πλοκαμιών (από μέδουσες), πιθανόν συνέβαλαν στην εξέλιξη αυτού του ακραίου διμορφισμού μεγέθους. Τέτοιος βαθμός διμορφισμού δεν παρατηρείται σε κανένα άλλο ζώο συγκρίσιμου μεγέθους.
Ο όρος διμορφισμός στην βιολογία περιγράφει το φαινόμενο κατά το οποίο τα δύο φύλα ενός είδους διαφέρουν μεταξύ τους σε μορφολογικά χαρακτηριστικά, όπως μέγεθος, χρώμα ή δομή του σώματος. Όταν η διαφορά αφορά το μέγεθος, μιλάμε για σεξουαλικό διμορφισμό μεγέθους .
Η μυϊκή μάζα του χταποδιού αντιστοιχεί περίπου στο 90% του συνολικού σωματικού βάρους.
Απουσία εσωτερικού σκελετού, η πλειονότητα της σωματικής μάζας του χταποδιού αποτελείται από μυϊκό ιστό. Για να σκεφτούμε την αναλογία, Ηη μυϊκή μάζα του ανθρώπινου σώματος αντιστοιχεί περίπου στο 40% του συνολικού σωματικού βάρους
Το χταπόδι διαθέτει οκτώ άκρα, τα οποία ονομάζονται βραχίονες, γνωστά ως πλοκάμια.
Τα χταπόδια έχουν οκτώ βραχίονες και καθόλου πλοκάμια ενώ τα κεφαλόποδα, όπως τα καλαμάρια και οι σουπιές έχουν οκτώ βραχίονες και δύο πλοκάμια.
Η κύρια διαφορά είναι ότι τα χταπόδια έχουν οκτώ βραχίονες, που φέρουν κοπτήρες (βεντούζες) σε όλο τους το μήκος, ενώ τα πλοκάμια που συναντώνται σε άλλα κεφαλόποδα, όπως τα καλαμάρια και οι σουπιές και φέρουν βεντούζες μόνο στα πεπλατυσμένα άκρα τους. Οι βραχίονες χρησιμοποιούνται κυρίως για μετακίνηση, βάδιση στον πυθμένα και για να κρατούν τη λεία, ενώ τα πλοκάμια είναι συνήθως μακρύτερα από τους βραχίονες και χρησιμοποιούνται κυρίως για τη σύλληψη της λείας.
Μέχρι τις αρχές του 20ου αιώνα τα "πλοκάμια" ήταν συνώνυμα των "βραχίονων". Η σύγχρονη σύμβαση, ωστόσο, είναι τα "πλοκάμια" να χαρακτηρίζονται από λεπτό "μίσχους" ή "στελέχη" με "διογκωμένα άκρα". Ενώ βραχίονες είναι τα σχετικά μικρότερα προσαρτήματα.
Το κυκλοφορικό τους σύστημα περιλαμβάνει 3 καρδιές.
Δύο βραγχιακές, που αντλούν αίμα προς τα βράγχια, και μία συστηματική, που αντλεί οξυγονωμένο αίμα στο υπόλοιπο σώμα.
Παρουσιάζουν σχετικά χαμηλή αντοχή στη συνεχή κολύμβηση και, για την εξοικονόμηση ενέργειας, συχνά κινούνται έρποντας στον βυθό.
Ορισμένα είδη έχουν παρατηρηθεί να «βαδίζουν» χρησιμοποιώντας δύο από τους βραχίονες, συμπεριφορά που φαίνεται να προτιμούν έναντι της υδροπροώθησης.
Η μεγαλύτερη καταγεγραμμένη περίοδος επώασης αυγών σε ζώο έχει παρατηρηθεί σε βαθυπελαγικό χταπόδι και διήρκεσε 53 μήνες.
Καταγράφηκε σε ένα θηλυκό του είδους Graneledone boreopacifica φρόντιζε τα αυγά της αδιάκοπα για 53 μήνες σε βάθος ≈1.400 μέτρα. Τα θηλυκά παραμένουν αδιάκοπα με τα αυγά τους καθ’ όλη τη διάρκεια αυτής της περιόδου.
Όλα τα είδη χταποδιών (πάνω από 300 αναγνωρισμένα) είναι δηλητηριώδη.
Όλα τα χταπόδια είναι δηλητηριώδη, αν και μόνο το μπλε-δακτυλιωτό χταπόδι της Αυστραλίας, του γένους Hapalochlaena, είναι επικίνδυνο για τον άνθρωπο.
Το δηλητήριο εγχέεται καθώς το χταπόδι τρυπά το θήραμά του, προκαλώντας του θανατηφόρα παράλυση, ώστε να μην μπορεί να αμυνθεί και ακόμη το δηλητήριο ξεκινά τη διαδικασία της πέψης.
Το μπλε-δακτυλιωτό χταπόδι, παρά το μικρό του μέγεθος, φέρει αρκετό δηλητήριο ώστε να σκοτώσει 26 ενήλικες ανθρώπους μέσα σε λίγα λεπτά.
Τα δαγκώματά του είναι μικροσκοπικά και συχνά ανώδυνα, με αποτέλεσμα πολλά θύματα να μην αντιλαμβάνονται ότι έχουν δηλητηριαστεί μέχρι να ξεκινήσει η αναπνευστική καταστολή και η παράλυση.
Το δηλητήριο του μπλε-δακτυλιωτού χταποδιού περιέχει τετροδοτοξίνη (TTX), μια εξαιρετικά ισχυρή νευροτοξίνη.
Η TTX δεσμεύεται στους διαύλους νατρίου στις νευρικές και μυϊκές μεμβράνες, εμποδίζοντας τη μετάδοση νευρικών ώσεων.
Αυτό προκαλεί ταχεία παράλυση των μυών, συμπεριλαμβανομένων των αναπνευστικών, οδηγώντας σε αναπνευστική ανεπάρκεια.
Το αίμα των χταποδιών είναι μπλε.
λόγω της παρουσίας αιμοκυανίνης – ενός χαλκούχου πρωτεϊνικού μορίου υπεύθυνου για τη μεταφορά οξυγόνου. Το χαλκούχο αίμα είναι ιδιαίτερα αποτελεσματικό στην πρόσληψη και μεταφορά οξυγόνου σε ψυχρά και χαμηλής περιεκτικότητας σε οξυγόνο περιβάλλοντα.