章鱼体呈短卵圆形，囊状，无鳍；头与躯体分界不明显，章鱼的头胴部约7-9.5厘米，头上有大的复眼及8条可收缩的腕。每条腕均有两排肉质的吸盘，短蛸的腕长约12厘米，长蛸的腕长约48.5厘米，真蛸的腕长约32.5厘米。平时用腕爬行，有时借腕间膜伸缩来游泳，能有力地握持他物，用头下部的漏斗喷水作快速退游。腕的基部与称为裙的蹼状组织相连，其中心部有口。口有一对尖锐的角质腭及锉状的齿舌，用以钻破贝壳，刮食其肉。

该种被认为是无脊椎动物中智力最高者，具有高度发达的含色素的细胞，能极迅速地改变体色。最小的章鱼是大西洋侏儒章鱼，长约14厘米；大西洋侏儒章鱼很有力气，腕手上直径为2.5毫米左右的一个吸盘可吸住48克重的物体。