很少有无脊椎动物，会和章鱼一样充满智慧，所以章鱼也被称为无脊椎动物中的“叛徒”，章鱼拥有的5亿个神经细胞，远超家鼠（8000万）和大鼠（2亿)，几乎与家里的猫差不多。
而且章鱼还拥有两个记忆系统。其中一个是大脑记忆系统，另一个记忆系统则位于八根腕足，直接与吸盘相连。这让章鱼拥有了和人类一样的学习能力，这让它们能够打开瓶盖、解决谜题，甚至能使用工具。
被抓住马上变色的章鱼
曾经有科学家做过这么一个实验。左边水箱中的章鱼是刚从海里捞上来的新手章鱼，它看着一个结构复杂的玻璃盒子里装着食物，却还未找到入口。
右边的水箱则是一只久经沙场的老手章鱼，它早已找到盒子的入口，并能从中获取食物。新手章鱼看到老手章鱼的示范后，二话不说就立马采用相同的方法，钻进盒子饱餐一顿。
评估章鱼的智力一直是科学家非常棘手的事情。总体来说，章鱼的智力大概相当于5岁儿童的水平。
章鱼除了有着与人类类似的基因构成，眼睛都是由虹膜、视网膜和晶状体构成的。章鱼的血液也不走寻常路，是蓝色血液，在地球上，血液最常见的颜色是红色，但是也存在着绿色、透明色、青血等等，这些血液的颜色和体内的运输氧气的物质有关，章鱼不是靠铁来“运输”氧，而是用铜，由于含铜的蛋白质结合物是蓝色（血蓝蛋白），所以它们的血液都是蓝色的，在不携带氧气时，呈无色状态，被氧化后才会呈深蓝色。
大家可能不知道一个冷知识，那就是大家吃到的雄性章鱼都是处男身，之所以这样，是因为章鱼奇怪的繁衍行为。
在湿软的鱿鱼、章鱼和其他头足类动物中，雄性有一个专门用来交配的手臂（不是触手）叫做交接腕（hectocotylus），交接腕实际上是雄性的第三右足，看起来和其他足有所不同：尖端平坦、勺状、没有吸力，有一条从根部到尖端的沟槽。
雄性可以在交配中以“传包裹”的方式将精囊传给雌性，有些物种为了确保雌体受孕，甚至会直接把交接腕扯掉留在雌性体内，而失去生殖器的公章鱼，就会进入“贤者模式”，开始绝食，在三四天内就会死去。
而在产下数十万枚章鱼卵后，雌性章鱼会守护幼卵孵化，幼体于4-8周后孵出。在开始前几天的时候，雌性章鱼还会尽心守护幼卵孵化，用吸盘将卵弄干净，并用水将卵搅动。然而在之后，雌性章鱼也开始绝食，在小章鱼孵化出来的这段时间也会去世，刚出生的幼章鱼形状和成型期的章鱼相似，但是体积却很小，孵出后需随浮游生物漂流数周，然后沉入水底隐蔽。
甚至有些雌性章鱼甚至在产卵一周之后，就开始“自杀”。它们会撕裂自己的皮肤，啃咬自己的触手，而如果是被圈养的章鱼，它们则会主动撞向水槽。
所以小章鱼可以说是世界上最悲惨的生物了，出生之后就是孤儿，为什么章鱼会选择这样的繁衍方式呢？
研究人员发现，章鱼视腺中与基因表达相关的某些分子被分阶段激活了，表现出了四种不同的分子“通道”：未交配的行为，孵卵时的进食，绝食和衰弱。这清楚地表明，死亡是章鱼妈妈自我选择的积极过程，也就是说，引导章鱼妈妈交配和孵卵的视腺，也在引导它执行自杀任务，加速自己的死亡。
之所以会这样，科学家推测，其一是章鱼存在同类相食的特性，为了避免捕食自己的孩子，让基因可以延续，所以章鱼体内的基因便启动了自毁模式。其二就是雌章鱼每次产卵总数在10万以上，为了保证有更多的小章鱼可以存活，章鱼就选择了死亡，将食物留给幼崽。
这就是动物行为里典型的利他行为，动物的利他行为就是动物以降低自身的适合度为代价，来提高其他个体适合度的行为（适合度是生物有机体个体生存能力、繁殖能力和后代生存能力的总称）。
动物利他行为大致共分为三种，分别是亲缘选择、互惠主义、利他行为。
亲缘选择作为一种进化策略，有利于增加同种生物体内的繁殖、繁衍成功率，有时候会以牺牲生物体自身的生存和繁殖为代价。亲缘选择作为一种利他行为，主要是由希望种群基因得到传递所驱动的。章鱼的行为就属于此类。
而这可能也是章鱼没有进化出文明的重要原因，因为小章鱼无法从父辈等学习到有关的生存法则，一切都只能靠自己摸索。这种生理层面的缺陷，导致了章鱼智力层面的不断割裂。
简单来说，人类的发展是处于不断延续发展的状态的，比如我们的祖先智人知道火可以烧熟食物，它会把这个发现告诉自己的后代，后代就会在这个基础上探索火的新用途。而章鱼不一样，比如老章鱼知道石头可以做工具，但是它的后代刚出生，它就去世了，这些没有得到传承，所以小章鱼要靠自己摸索，发现原因石头可以做工具，从而陷入一个循坏之中。
