Głowonogi, w przeciwieństwie do większości mięczaków, są sprawnie pływającymi drapieżcami. Ich otwór gębowy jest otoczony ramionami lub czułkami w liczbie 8 u ośmiornic, 10 u dziesięciornici ok. 90 u łodzika. Na dużej głowie znajduje się para dobrze rozwiniętych oczu, dzięki którym głowonogi odbierają doskonały obraz otoczenia. Oczy głowonogów budową i działaniem przypominają oczy kręgowców, ale powstały w ewolucji niezależnie od nich. Ośmiornice nie mają muszli, natomiast muszla dziesięciornic jest zredukowana do płaskiej, wąskiej płytki obrośniętej płaszczem. Łodzik ma spiralnie skręconą wielokomorową muszlę, którą tworzy przez wiele lat. Zwierzę zajmuje najnowszą i największą komorę. Pozostałe komory są wypełnione mieszaniną gazów o składzie podobnym do powietrza atmosferycznego. Regulując ilość gazu w komorach, łodzik zmienia głębokość, na której przebywa. Ramiona ośmiornic i dziesięciornic są pokryte przyssawkami umożliwiającymi łapanie i przytrzymywanie ofiar. Oprócz tarki, otwór gębowy głowonogów wyposażony jest w dwuczęściowy rogowy dziób, służący do zabijania i rozrywania ofiar. Płaszcz jest gruby, umięśniony i zaopatrzony w lejek. Woda wpływa do jamy płaszczowej przez szczelinę leżącą poniżej głowy, po czym jest wyrzucana przez otwór w lejku. Odrzut strumienia wody powoduje ruch głowonoga. Mątwy i kałamarnice mają opływowy kształt ciała, który ułatwia im poruszanie się w toni.