ปลาหมึกกลุ่ม โคเลออยด์ (บรรพบุรุษร่วมของปลาหมึกยักษ์และปลาหมึก) แยกสายวิวัฒนาการในช่วงปลายยุคพาลีโอโซอิก ( ยุคมิสซิสซิปเปียน ) ตามฟอสซิลของซิลลิปซิโมโพดีซึ่งเป็นญาติยุคแรกของปลาหมึกแวมไพร์และปลาหมึกยักษ์^{[ 4 ]}ปลาหมึกแท้แยกสายวิวัฒนาการจากเซฟาโลพอดอื่นๆ ในช่วงยุคจูราสสิก^{[ 5 ]}แต่เพิ่งปรากฏตัวอย่างเด่นชัดในช่วงรอยต่อระหว่างยุคครีเทเชียสตอนต้นและตอนปลาย ประมาณ 100 ล้านปีก่อน^{[ 6 ]}ทั้งปลาหมึกกลุ่มโคเลออยด์และปลาเทเลออสท์มีส่วนร่วมในวิวัฒนาการแบบปรับตัวอย่างมากในช่วงเวลานี้ และกลุ่มทั้งสองในปัจจุบันมีลักษณะคล้ายคลึงกันในด้านขนาด นิเวศวิทยา ถิ่นที่อยู่ รูปร่าง และพฤติกรรม อย่างไรก็ตาม ปลาบางชนิดได้ย้ายเข้าไปอยู่ในน้ำจืด ในขณะที่ปลาหมึกกลุ่มโคเลออยด์ยังคงอยู่ในสภาพแวดล้อมทางทะเล^{[ 7 ]}

บรรพบุรุษของโคเลออยด์น่าจะมีลักษณะคล้ายนอติลอยด์ โดยมีเปลือกที่มีผนังกั้นตรงซึ่งฝังอยู่ในแมนเทิลและใช้ในการควบคุมการลอยตัว สายพันธุ์ทั้งสี่แยกออกมาจากนี้ ได้แก่สไปรูลิดา (มีสมาชิกที่ยังมีชีวิตอยู่เพียงตัวเดียว) ปลาหมึกกระดองปลาหมึกยักษ์ และปลาหมึกกระดองปลาหมึกยักษ์มีความแตกต่างจากบรรพบุรุษ ของหอย โดยที่โครงสร้างร่างกายถูกบีบอัดจากด้านหน้าไปด้านหลังและขยายออกไปจากด้านบนลงล่าง สิ่งที่อาจเป็นเท้าของบรรพบุรุษถูกดัดแปลงเป็นชุดระยางค์ที่ซับซ้อนรอบปาก อวัยวะรับสัมผัสได้รับการพัฒนาอย่างมากและรวมถึงดวงตาขั้นสูงที่คล้ายกับของสัตว์มีกระดูกสันหลัง^{[ 7 ]}

เปลือกดั้งเดิมได้หายไป เหลือเพียงกระดูกแข็ง ภายใน หรือปากกาเท่านั้น ปากกาซึ่งทำจากวัสดุคล้ายไคติน^{[ 7 ] [ 8 ]}เป็นโครงสร้างภายในรูปทรงคล้ายขนนกที่รองรับแมนเทิลของปลาหมึกและทำหน้าที่เป็นจุดยึดของกล้ามเนื้อกระดูกหมึกหรือเซปิออนของ Sepiidae เป็นแคลเซียมและดูเหมือนว่าจะวิวัฒนาการขึ้นใหม่ใน ยุคเทอ ร์เชียรี^{[ 9 ]}

เนื่องจากร่างกายที่อ่อนนุ่มและมีแนวโน้มที่จะเน่าเปื่อยได้ง่าย ซากดึกดำบรรพ์ของปลาหมึกแท้จึงหายากมากใน บันทึกซากดึกดำบรรพ์ ยุคมีโซโซอิก ตรงกันข้ามกับซากดึกดำบรรพ์ ของเบเลมนิตที่มีลักษณะคล้ายคลึงกัน แม้แต่จะงอยปากซึ่งเป็นส่วนที่แข็งเพียงส่วนเดียวที่อาจกลายเป็นซากดึกดำบรรพ์ได้ ก็มักจะเปราะบางอย่างยิ่งและสามารถถูกทำลายได้ง่ายในระหว่างการเตรียมหินโดยรอบ การขาดแคลนซากปลาหมึกในบันทึกซากดึกดำบรรพ์ยุคมีโซโซอิกทำให้การสอบเทียบเกี่ยวกับช่วงเวลาการแยกสายวิวัฒนาการของปลาหมึกคลาดเคลื่อนไป โดยบางการศึกษาชี้ให้เห็นว่าพวกมันอาจวิวัฒนาการขึ้นในช่วงยุคซีโนโซอิก เท่านั้น แม้ว่าการค้นพบเมื่อเร็วๆ นี้จะชี้แจงและหักล้างข้อนี้แล้วก็ตาม^{[ 6 ]}ในปี 2006 และ 2015 ได้มีการระบุสกุลปลาหมึกดึกดำบรรพ์YezoteuthisและHaboroteuthisจากกลุ่มหิน Yezo ของญี่ปุ่น ที่มีอายุในยุคครีเทเชียสตอนปลายโดยอาศัยจะงอยปากที่เป็นซากดึกดำบรรพ์^{[ 10 ]}

ในปี 2025 มีการบรรยายลักษณะของปลาหมึกฟอสซิลหลายชนิดที่อยู่ในทั้งOegopsidaและMyopsidaโดยอิงจากจะงอยปากฟอสซิลจากกลุ่ม Yezo ซึ่งมีบันทึกการค้นพบที่ย้อนกลับไปถึงยุคCenomanian ตอนต้น ผู้เขียนได้แก้ไขปัญหาความเปราะบางของจะงอยปากฟอสซิลโดยการสแกนจะงอยปากและเมทริกซ์โดยรอบด้วยการถ่ายภาพรังสี แบบบดละเอียด ความ อุดมสมบูรณ์ของจะงอยปากปลาหมึกในก้อนคาร์บอนไนท์ ซึ่งน่าจะก่อตัวขึ้นภายในเวลาเพียงไม่กี่สัปดาห์ บ่งชี้ว่าปลาหมึกน่าจะก่อตัวเป็นประชากรขนาดใหญ่แล้วในช่วงกลางยุคครีเทเชียส แม้ว่าจะมีฟอสซิลของพวกมันน้อยก็ตาม มวลชีวภาพรวมของพวกมันน่าจะเกินกว่าปลาทะเลและแม้แต่แอมโมไนด์แล้วในเวลานั้น^{[ 6 ]}

• 
  ฟอสซิลRhomboteuthisจากยุค Callovian ตอนล่าง ( ประมาณ 164 ล้านปีก่อนยุคจูราสสิกตอนกลาง) จากLa Voulte-sur-Rhôneประเทศฝรั่งเศส
• 
  ฟอสซิลเพลซิโอเทอูธิสจากยุคทิโทเนียน ( ประมาณ150 ล้านปีก่อน ยุคจูราสสิกตอนบน) โซลน์โฮเฟนประเทศเยอรมนี

ปลาหมึกใช้การพรางตัวหลายประเภท ได้แก่การพรางตัวแบบแอคทีฟเพื่อกลมกลืนกับพื้นหลัง (ในน้ำตื้น) และการพรางตัวแบบสะท้อนแสง ซึ่งช่วยปกป้องพวกมันจากผู้ล่าและช่วยให้พวกมันเข้าใกล้เหยื่อได้^{[ 14 ] [ 15 ]}

ผิวหนังของปลาหมึกถูกปกคลุมด้วยโครมาโทฟอร์ ที่ควบคุมได้ ซึ่งมีสีต่างกัน ทำให้ปลาหมึกสามารถปรับสีให้เข้ากับสภาพแวดล้อมได้^{[ 14 ] [ 16 ]}การเล่นสีอาจช่วยเบี่ยงเบนความสนใจของเหยื่อจากหนวดที่กำลังเข้าใกล้ของปลาหมึกได้^{[ 17 ]}ผิวหนังยังประกอบด้วยตัวสะท้อนแสงที่เรียกว่าอิริโดฟอร์และลิวโคฟอร์ซึ่งเมื่อถูกกระตุ้นจะสร้างลวดลายบนผิวหนังที่เปลี่ยนแปลงได้ของแสงโพลาไรซ์ ภายในไม่กี่ มิลลิวินาที^{[ 18 ] [ 19 ]}การพรางตัวบนผิวหนังดังกล่าวอาจทำหน้าที่ต่างๆ เช่น การสื่อสารกับปลาหมึกที่อยู่ใกล้เคียง การตรวจจับเหยื่อ การนำทาง และการวางแนวระหว่างการล่าหรือการหาที่หลบภัย^{[ 18 ]} การควบคุมทางประสาทของอิริโดฟอร์ที่ช่วยให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วใน ความแวววาวของผิวหนังดูเหมือนจะถูกควบคุมโดยกระบวนการโคลินเนอร์จิก ที่ส่งผลต่อ โปรตีนรีเฟล็กติ น^{[ 19 ]}

ปลาหมึก ที่อาศัยอยู่ในเขตน้ำลึกบางชนิดเช่นปลาหมึกหิ่งห้อย ( Watasenia scintillans ) และปลาหมึกน้ำลึก ( Abralia veranyi ) ใช้การพรางตัวด้วยการสะท้อนแสง โดยสร้างแสงให้เข้ากับแสงที่ส่องลงมาจากผิวมหาสมุทร^{[ 15 ] [ 20 ] [ 21 ]}ซึ่งทำให้เกิดเอฟเฟกต์การแรเงาแบบกลับด้าน ทำให้ด้านล่างมีสีอ่อนกว่าด้านบน^{[ 15 ]}

การส่องสว่างย้อนกลับยังถูกใช้โดยปลาหมึกหางสั้นฮาวาย ( Euprymna scolopes ) ซึ่งมีแบคทีเรียร่วมอาศัย ( Aliivibrio fischeri ) ที่ผลิตแสงเพื่อช่วยให้ปลาหมึกหลีกเลี่ยงผู้ล่าในเวลากลางคืน^{[ 22 ]}แสงนี้ส่องผ่านผิวหนังของปลาหมึกทางด้านล่างและถูกสร้างขึ้นโดยอวัยวะสร้างแสงขนาดใหญ่และซับซ้อนที่มีสองกลีบอยู่ภายในช่องแมนเทิลของปลาหมึก จากนั้นแสงจะเล็ดลอดออกมาด้านล่าง บางส่วนเดินทางโดยตรง บางส่วนมาจากตัวสะท้อนแสงที่ด้านบนของอวัยวะ (ด้านหลัง) ด้านล่างมีม่านตา ชนิดหนึ่ง ซึ่งมีกิ่งก้าน (diverticula) ของถุงหมึกและมีเลนส์อยู่ด้านล่าง ทั้งตัวสะท้อนแสงและเลนส์มาจากเมโซเดอร์มปลาหมึกควบคุมการผลิตแสงโดยการเปลี่ยนรูปร่างของม่านตาหรือปรับความแรงของตัวกรองสีเหลืองที่ด้านล่าง ซึ่งคาดว่าจะเปลี่ยนสมดุลของความยาวคลื่นที่ปล่อยออกมา^{[ 20 ]}การผลิตแสงแสดงความสัมพันธ์กับความเข้มของแสงที่ส่องลงมา แต่มีความสว่างประมาณหนึ่งในสาม ปลาหมึกสามารถติดตามการเปลี่ยนแปลงความสว่างซ้ำๆ ได้ เนื่องจากปลาหมึกหางสั้นฮาวายซ่อนตัวอยู่ในทรายในเวลากลางวันเพื่อหลีกเลี่ยงผู้ล่า จึงไม่ได้ใช้การส่องสว่างย้อนกลับในช่วงเวลากลางวัน^{[ 20 ]}

• 
  เม็ด สี ที่ควบคุมได้ในผิวหนังของปลาหมึกช่วยให้มันสามารถเปลี่ยนสีและลวดลายได้อย่างรวดเร็ว ไม่ว่าจะเป็นเพื่อการพรางตัวหรือการส่งสัญญาณ
• 
  หลักการ พรางตัว ด้วยการสะท้อนแสงของปลาหมึกหิ่งห้อย ( Watasenia scintillans ) เมื่อถูกผู้ล่า มองเห็นจากด้านล่าง แสงของสัตว์จะช่วยปรับความสว่างและสีของมันให้เข้ากับผิวน้ำทะเลด้านบน

ปลาหมึกจะเบี่ยงเบนความสนใจของผู้ล่าที่เข้ามาโจมตีโดยการพ่นหมึก ออกมาเป็นกลุ่มควัน ทำให้พวกมันมีโอกาสหลบหนี^{[ 23 ] [ 24 ]}ต่อมหมึกและถุงหมึกที่เกี่ยวข้องจะปล่อยหมึกเข้าไปในทวารหนักใกล้กับรูทวาร ทำให้ปลาหมึกสามารถปล่อยหมึกสีดำเข้าไปในช่องเนื้อเยื่อหุ้มตัวและน้ำโดยรอบได้อย่างรวดเร็ว^{[ 11 ]}หมึกเป็นสารแขวนลอยของ อนุภาค เมลานินและกระจายตัวอย่างรวดเร็วเพื่อสร้างกลุ่มควันสีดำที่บดบังการหลบหนีของปลาหมึก ปลาล่าเหยื่ออาจถูกยับยั้งด้วยลักษณะของสารอัลคาลอยด์ในหมึกที่ปล่อยออกมา ซึ่งอาจรบกวนตัวรับสารเคมีของ พวกมัน ^{[ 7 ]}

เซฟาโลพอดมีระบบประสาทที่พัฒนามากที่สุดในบรรดาสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังหมึกมีสมองที่ซับซ้อนในรูปของวงแหวนประสาทที่ล้อมรอบหลอดอาหารซึ่งถูกห่อหุ้มด้วยกะโหลกกระดูก อ่อน ปมประสาท คู่เหนือหลอดอาหารรับข้อมูลทางประสาทสัมผัสจากดวงตาและอวัยวะทรงตัวและปมประสาทเพิ่มเติมด้านล่างควบคุมกล้ามเนื้อของปาก เท้า เนื้อเยื่อหุ้มตัว และอวัยวะภายในแอกซอนขนาดใหญ่ ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง ถึง1 มม. (0.04 นิ้ว)ส่งข้อความประสาทด้วยความเร็วสูงไปยังกล้ามเนื้อวงกลมของผนังเนื้อเยื่อหุ้มตัว ทำให้เกิดการหดตัวที่ทรงพลังและพร้อมกัน และความเร็วสูงสุดในระบบขับเคลื่อนแบบเจ็ท^{[ 7 ]}  

ดวงตาคู่ที่อยู่ด้านข้างศีรษะถูกบรรจุอยู่ในแคปซูลที่เชื่อมติดกับกะโหลก โครงสร้างของดวงตานั้นคล้ายคลึงกับดวงตาของปลามาก โดยมีเลนส์ ทรงกลม ที่มีระยะชัดลึกตั้งแต่3 ซม. (1.2 นิ้ว)ถึงอนันต์ การโฟกัสภาพทำได้โดยการเปลี่ยนตำแหน่งของเลนส์ เช่นเดียวกับในกล้องถ่ายรูปหรือกล้องโทรทรรศน์มากกว่าการเปลี่ยนรูปร่างของเลนส์ เช่นเดียวกับในดวงตาของมนุษย์ ปลาหมึกปรับตัวให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงความเข้มของแสงโดยการขยายและหด รูม่านตาที่เป็นรูปทรงแคบ^{[ 7 ]}ปลาหมึกน้ำลึกในวงศ์Histioteuthidaeมีดวงตา 2 ประเภทและทิศทางที่แตกต่างกัน ดวงตาข้างซ้ายขนาดใหญ่มีรูปร่างเป็นท่อและมองขึ้นไปด้านบน สันนิษฐานว่ากำลังมองหาเงาของสัตว์ที่อยู่สูงขึ้นไปในมวลน้ำดวงตาข้างขวาที่มีรูปร่างปกติจะชี้ไปข้างหน้าและลงด้านล่างเพื่อตรวจจับเหยื่อ^{[ 25 ]}  

สตาโทซิสต์มีส่วนเกี่ยวข้องกับการรักษาสมดุลและคล้ายคลึงกับหูชั้นในของปลา พวกมันถูกบรรจุอยู่ในแคปซูลกระดูกอ่อนที่อยู่ด้านข้างของกะโหลกศีรษะ พวกมันให้ข้อมูลแก่ปลาหมึกเกี่ยวกับตำแหน่งของร่างกายที่สัมพันธ์กับแรงโน้มถ่วง การวางแนว การเร่งความเร็ว และการหมุน และสามารถรับรู้การสั่นสะเทือนที่เข้ามาได้ หากไม่มีสตาโทซิสต์ ปลาหมึกจะไม่สามารถรักษาสมดุลได้^{[ 7 ]}ดูเหมือนว่าปลาหมึกจะมีประสาทการได้ยินที่จำกัด^{[ 26 ]}แต่หัวและแขนมีเซลล์ขนที่ไวต่อการเคลื่อนไหวของน้ำและการเปลี่ยนแปลงความดันเพียงเล็กน้อย และมีฟังก์ชันคล้ายคลึงกับ ระบบ เส้นข้างลำตัวของปลา^{[ 7 ]}

ในปลาหมึก เพศผู้และเพศเมียแยกกัน โดยมีอวัยวะสืบพันธุ์ เพียงอันเดียว อยู่ที่ส่วนท้ายของลำตัว การปฏิสนธิเกิดขึ้นภายนอกและมักเกิดขึ้นในช่องแมนเทิลของตัวเมีย ตัวผู้มีอัณฑะซึ่งอสุจิจะผ่านเข้าไปในท่อสืบพันธุ์เพียงท่อเดียว โดยอสุจิจะม้วนรวมกันเป็นมัดยาวหรือสเปิร์มมาโทฟอร์ ท่อสืบพันธุ์จะยืดออกเป็น "องคชาต" ที่ยื่นเข้าไปในช่องแมนเทิลและถูกขับออกมาทางนี้ ในปลาหมึกที่อาศัยอยู่ในน้ำตื้น องคชาตจะสั้น และสเปิร์มมาโทฟอร์จะถูกนำออกจากช่องแมนเทิลโดยหนวดของตัวผู้ ซึ่งได้รับการปรับตัวเป็นพิเศษเพื่อจุดประสงค์นี้และเรียกว่าเฮกโตโคทิลัสและวางไว้ในช่องแมนเทิลของตัวเมียในระหว่างการผสมพันธุ์^{[ 7 ]}

ตัวเมียมีรังไข่ ขนาดใหญ่โปร่งแสง ตั้งอยู่ทางด้านหลังของมวลอวัยวะภายใน จากตรงนี้ ไข่จะเคลื่อนที่ไปตามช่องสืบพันธุ์ ซึ่งมีต่อมสร้างไข่ สีขาวคู่หนึ่ง อยู่ด้านหน้าเหงือก นอกจากนี้ยังมีต่อมสร้างไข่เสริมที่มีจุดสีแดงซึ่งมี แบคทีเรีย ที่เป็น symbiont อยู่ อวัยวะทั้งสองนี้เกี่ยวข้องกับการผลิตสารอาหารและการสร้างเปลือกไข่ ช่องสืบพันธุ์จะเข้าไปในช่องแมนเทิลที่ช่องสืบพันธุ์และในบางชนิดจะมีช่องสำหรับเก็บสเปิร์มอยู่ใกล้ๆ ในผนังแมนเทิล^{[ 7 ]}

ในสายพันธุ์ที่อาศัยอยู่ในน้ำตื้นของไหล่ทวีปและเขตเอพิเพลาจิกหรือ เมโซเพลาจิก มักจะเป็นแขนคู่ที่ 4 หนึ่งหรือทั้งสองข้างของตัวผู้ที่ถูกดัดแปลงเป็นเฮกโตโคทิล^{[ 27 ]}อย่างไรก็ตาม ปลาหมึกน้ำลึกส่วนใหญ่ไม่มีแขนเฮกโตโคทิลและมีอวัยวะเพศที่ยาวกว่า ยกเว้น Ancistrocheiridae และ Cranchiinae ^{[ 28 ]}ปลาหมึกยักษ์สกุลArchiteuthisมีลักษณะพิเศษตรงที่มีทั้งอวัยวะเพศขนาดใหญ่และปลายแขนที่ดัดแปลงแล้ว แม้ว่าจะไม่แน่ใจว่าส่วนหลังนี้ใช้สำหรับการถ่ายโอนสเปิร์มหรือไม่^{[ 28 ]}การยืดตัวของอวัยวะเพศได้รับการสังเกตในสายพันธุ์น้ำลึกOnykia ingensเมื่อแข็งตัว อวัยวะเพศอาจยาวเท่ากับแมนเทิล หัว และแขนรวมกัน^{[ 28 ] [ 29 ]}ด้วยเหตุนี้ ปลาหมึกน้ำลึกจึงมีอวัยวะเพศที่ยาวที่สุดเมื่อเทียบกับขนาดตัวของสัตว์เคลื่อนที่ทั้งหมด เป็นอันดับสองในอาณาจักรสัตว์ทั้งหมด รองจากเพรียงเกาะติดบางชนิดเท่านั้น^{[ 28 ]}

เช่นเดียวกับเซฟาโลพอดทั้งหมด ปลาหมึกเป็นสัตว์นักล่าและมีระบบย่อยอาหารที่ซับซ้อน ปากมีจงอยปาก ที่แหลมคมและแข็ง ซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วยไคตินและโปรตีนที่เชื่อมโยงกัน^{[ 30 ]}ซึ่งใช้ในการฆ่าและฉีกเหยื่อเป็นชิ้นเล็กๆ ที่จัดการได้ จงอยปากมีความแข็งแรงมาก แต่ไม่มีแร่ธาตุ ต่างจากฟันและขากรรไกรของสิ่งมีชีวิตอื่นๆ โปรตีนที่เชื่อมโยงกันนั้นอุดมไปด้วยฮิสติดีนและไกลซีน ทำให้จงอยปากมีความแข็งและความทนทานมากกว่าวัสดุอินทรีย์สังเคราะห์ที่เทียบเท่ากันส่วนใหญ่^{[ 31 ]}กระเพาะของวาฬที่ถูกจับมักจะมีจงอยปากปลาหมึกที่ไม่สามารถย่อยได้อยู่ภายใน ปากมีแรดูลา ซึ่งเป็น ลิ้นหยาบที่พบได้ทั่วไปในหอย ทุกชนิด ยกเว้นหอยสองฝาซึ่งมีฟันหลายแถว^{[ 7 ]}ในบางชนิดน้ำลาย ที่เป็นพิษ ช่วยควบคุมเหยื่อขนาดใหญ่ เมื่อถูกทำให้สงบลง อาหารสามารถถูกฉีกเป็นชิ้นๆ ด้วยจงอยปาก เคลื่อนไปยังหลอดอาหารโดยแรดูลา และกลืนลงไป^{[ 32 ]}

ก้อนอาหารจะเคลื่อนที่ไปตามลำไส้ด้วยคลื่นการหดตัวของกล้ามเนื้อ ( เพริสตัลซิส ) หลอดอาหารที่ยาวจะนำไปสู่กระเพาะ อาหารที่เป็นกล้ามเนื้อ ซึ่งอยู่ตรงกลางของมวลอวัยวะภายใน ต่อมย่อยอาหารซึ่งเทียบเท่ากับตับของสัตว์มีกระดูกสันหลังจะแยกตัวออกมาที่นี่ เช่นเดียวกับตับอ่อนและทั้งสองส่วนนี้จะปล่อยอาหารลงในซีคัมซึ่งเป็นถุงรูปกระเปาะที่ดูดซึมสารอาหารส่วนใหญ่เกิดขึ้น^{[ 7 ]}อาหารที่ไม่สามารถย่อยได้สามารถผ่านจากกระเพาะอาหารไปยังทวารหนัก โดยตรง ซึ่งจะรวมกับกระแสจากซีคัมและถูกขับออกทางทวาร หนัก เข้าไปในช่องแมนเทิล^{[ 7 ]}เซฟาโลพอดมีอายุสั้น และในปลาหมึกที่โตเต็มวัย การสืบพันธุ์จะมีความสำคัญเป็นอันดับแรก^{[ 33 ]} ตัวอย่างเช่น ปลาหมึกOnychoteuthis banksii ตัวเมีย จะสลัดหนวดหาอาหารทิ้งเมื่อโตเต็มวัย และจะอ่อนปวกเปียกและอ่อนแอลงหลังจากวางไข่^{[ 34 ] [ 35 ]}

ช่องว่างในเนื้อหุ้มตัวของปลาหมึกเป็นถุงที่เต็มไปด้วยน้ำทะเลซึ่งมีหัวใจสามดวงและอวัยวะอื่นๆ ที่สนับสนุนการไหลเวียนโลหิต การหายใจ และการขับถ่าย^{[ 36 ]}ปลาหมึกมี หัวใจ ระบบ หลัก ที่สูบฉีดเลือดไปทั่วร่างกายเป็นส่วนหนึ่งของระบบไหลเวียนโลหิต ทั่วไป และหัวใจเหงือก สองดวง หัวใจระบบประกอบด้วยสามห้อง ได้แก่ห้อง ล่าง และห้อง บนสองห้อง ซึ่งทั้งหมดสามารถหดตัวเพื่อขับเคลื่อนเลือดได้ หัวใจเหงือกจะสูบฉีดเลือดไปยังเหงือกโดยเฉพาะเพื่อเพิ่มออกซิเจน ก่อนที่จะส่งกลับไปยังหัวใจระบบ^{[ 36 ]}เลือดประกอบด้วยโปรตีนเฮโมไซยานิน ที่อุดมด้วย ทองแดงซึ่งใช้ในการขนส่งออกซิเจนที่อุณหภูมิน้ำทะเลต่ำและความเข้มข้นของออกซิเจนต่ำ และทำให้เลือดที่มีออกซิเจนมีสีน้ำเงินเข้ม^{[ 36 ]}เมื่อเลือดในระบบไหลเวียนกลับมายังหัวใจเหงือกผ่านทางหลอดเลือดดำ ใหญ่สอง เส้น การขับถ่ายปัสสาวะคาร์บอนไดออกไซด์และสารละลายของ เสีย จะเกิดขึ้นผ่านทางช่องเปิด (เรียกว่าส่วนยื่นของไต ) ในผนังหลอดเลือดดำใหญ่ ซึ่งช่วยให้เกิดการแลกเปลี่ยนก๊าซและการขับถ่ายผ่านน้ำทะเลในช่องแมนเทิล^{[ 36 ]}

แตกต่างจากนอติลอยด์และปลาหมึกกระดองที่มีช่องบรรจุก๊าซอยู่ภายในเปลือกซึ่งช่วยในการลอยตัว และปลาหมึกยักษ์ที่อาศัยอยู่ใกล้และพักอยู่บนพื้นทะเลและไม่จำเป็นต้องลอยตัว ปลาหมึกหลายชนิดมีถุงเก็บของเหลวที่เทียบเท่ากับถุงลมของปลาอยู่ใน ช่องว่างภายใน ลำตัวหรือเนื้อเยื่อเกี่ยวพันถุงเก็บนี้ทำหน้าที่เป็นห้องลอยตัวทางเคมี โดยไอออนโลหะหนักที่พบได้ทั่วไปในน้ำทะเลจะถูกแทนที่ด้วย ไอออน แอมโมเนียมที่มีน้ำหนักโมเลกุล ต่ำ ซึ่งเป็นผลผลิตจากการขับถ่าย ความแตกต่างเล็กน้อยของความหนาแน่นทำให้เกิดการลอยตัวเพียงเล็กน้อยต่อปริมาตรหนึ่งหน่วย ดังนั้นกลไกนี้จึงต้องการห้องลอยตัวขนาดใหญ่เพื่อให้มีประสิทธิภาพ เนื่องจากช่องนี้เต็มไปด้วยของเหลว จึงมีข้อดีกว่าถุงลมตรงที่ปริมาตรไม่เปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญเมื่อความดันเปลี่ยนแปลงตัวอย่างเช่นปลาหมึกแก้วในวงศ์Cranchiidae มีช่องว่างภายในร่างกายที่โปร่งใสขนาดใหญ่ซึ่งบรรจุไอออนแอมโมเนียมและกินพื้นที่ประมาณสองในสามของปริมาตรของตัวสัตว์ ทำให้สามารถลอยตัวได้ที่ระดับความลึกที่ต้องการ ประมาณครึ่งหนึ่งของ 28 วงศ์ของปลาหมึกใช้กลไกนี้เพื่อแก้ปัญหาเรื่องการลอยตัว ^{[ 7 ]}วงศ์Bathyteuthidaeได้รับการลอยตัวจากสารที่มีลักษณะเป็นน้ำมันที่พบในตับและรอบๆ เนื้อเยื่อหุ้มตัวและหัว^{[ 37 ]}

ปลาหมึกส่วนใหญ่มีความยาวไม่เกิน60 ซม. (24 นิ้ว)แม้ว่าปลาหมึกยักษ์อาจยาวได้ถึง13 ม. (43 ฟุต) [ ^{38 ] สาย}พันธุ์ที่เล็กที่สุดน่าจะเป็นปลาหมึกแคระที่อาศัย อยู่ก้นทะเล Idiosepiusซึ่งมีความยาวลำตัว10 ถึง 18 มม. (0.4 ถึง 0.7 นิ้ว)และมีลำตัวสั้นและแขนสั้น^{[ 39 ]}      

ในปี พ.ศ. 2521 กรงเล็บโค้งแหลมคมบนถ้วยดูดของหนวดปลาหมึกได้ตัดผ่านชั้นเคลือบยางบนตัวเรือของเรือUSS Steinขนาดดังกล่าวบ่งชี้ว่าเป็นปลาหมึกที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่รู้จักในขณะนั้น^{[ 40 ]}

ในปี พ.ศ. 2546 มีการค้นพบตัวอย่างขนาดใหญ่ของMesonychoteuthis hamiltoni ( ปลาหมึกยักษ์ ) ซึ่งเป็น สายพันธุ์ ที่มีอยู่มากมาย ^{[ 41 ]} แต่ยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างถ่องแท้ สายพันธุ์นี้อาจเติบโตได้ ยาว ถึง 10 เมตร (33 ฟุต) ทำให้เป็นสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังที่ใหญ่ที่สุด ^{[ 42 ]}ในเดือนกุมภาพันธ์พ.ศ. 2550 เรือประมงของนิวซีแลนด์จับปลาหมึกที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยมีการบันทึกไว้ โดยมีน้ำหนัก495 กิโลกรัม (1,091 ปอนด์)และมีความยาวประมาณ10 เมตร (33 ฟุต)นอกชายฝั่งแอนตาร์กติกา^{[ 43 ]}การผ่าตัดแสดงให้เห็นว่าดวงตาซึ่งใช้ในการตรวจจับเหยื่อในมหาสมุทรใต้ที่ลึกนั้นมีขนาดใหญ่กว่าลูกฟุตบอล และอาจเป็นหนึ่งในดวงตาที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยมีมาในอาณาจักรสัตว์^{[ 44 ]}       

ปลาหมึกสามารถเคลื่อนที่ไปมาได้หลายวิธี การเคลื่อนที่ช้าๆ เกิดขึ้นจากการกระเพื่อมเบาๆ ของครีบข้างลำตัวที่เป็นกล้ามเนื้อทั้งสองข้าง ซึ่งผลักดันให้สัตว์เคลื่อนที่ไปข้างหน้า วิธีการเคลื่อนที่ที่พบได้บ่อยกว่าซึ่งให้การเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่อง เกิดขึ้นจากการพ่นน้ำ ซึ่งการหดตัวของผนังกล้ามเนื้อของช่องแมนเทิลจะให้แรงขับดันแบบพ่นน้ำ^{[ 7 ]}

การพ่นน้ำช้าๆ ใช้สำหรับการเคลื่อนที่ปกติ และในขณะเดียวกันก็มีการระบายอากาศของเหงือกด้วย กล้ามเนื้อวงกลมในผนังแมนเทิลจะหดตัว ทำให้วาล์วหายใจเข้าปิด วาล์วหายใจออกเปิด และขอบแมนเทิลจะล็อคแน่นรอบศีรษะ น้ำจะถูกดันออกผ่านกรวยซึ่งชี้ไปในทิศทางตรงกันข้ามกับทิศทางการเคลื่อนที่ที่ต้องการ ระยะหายใจเข้าเริ่มต้นจากการคลายตัวของกล้ามเนื้อวงกลมทำให้กล้ามเนื้อยืดออก เนื้อเยื่อเกี่ยวพันในผนังแมนเทิลจะหดตัวอย่างยืดหยุ่น โพรงแมนเทิลจะขยายตัวทำให้วาล์วหายใจเข้าเปิด วาล์วหายใจออกปิด และน้ำไหลเข้าสู่โพรง วงจรการหายใจออกและหายใจเข้านี้จะเกิดขึ้นซ้ำๆ เพื่อให้เกิดการเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่อง^{[ 7 ]}

การพ่นน้ำอย่างรวดเร็วเป็นการตอบสนองเพื่อหลบหนี ในการเคลื่อนที่รูปแบบนี้ กล้ามเนื้อรัศมีในผนังแมนเทิลจะมีส่วนร่วมเช่นเดียวกับกล้ามเนื้อวงกลม ทำให้สามารถขยายโพรงแมนเทิลให้มีปริมาตรน้ำมากกว่าการพ่นน้ำแบบช้า เมื่อหดตัว น้ำจะไหลออกมาด้วยแรงมหาศาล โดยท่อพ่นน้ำจะชี้ไปทางด้านหน้าเสมอ และการเคลื่อนที่จะเป็นไปในทิศทางตรงกันข้าม ในระหว่างการเคลื่อนที่ด้วยวิธีนี้ ปลาหมึกบางชนิดจะออกจากน้ำในลักษณะที่คล้ายกับปลาบินโดยร่อนไปในอากาศได้ไกลถึง50 เมตร (160 ฟุต)และบางครั้งก็ไปอยู่บนดาดเรือ^{[ 7 ]}  

ปลาหมึกเป็นสัตว์กินเนื้อและด้วยแขนที่แข็งแรงและหนวดดูด พวกมันสามารถเอาชนะสัตว์ขนาดใหญ่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ เหยื่อจะถูกระบุด้วยสายตาหรือสัมผัส จับด้วยหนวดที่สามารถยิงออกไปได้อย่างรวดเร็ว นำกลับมาให้อยู่ในระยะที่แขนเอื้อมถึง และยึดไว้ด้วยตะขอและหนวดดูดบนผิว^{[ 46 ]}ในบางชนิด น้ำลายของปลาหมึกมีสารพิษที่ทำหน้าที่ทำให้เหยื่อสงบลง สารพิษเหล่านี้จะถูกฉีดเข้าไปในกระแสเลือดเมื่อกัดเหยื่อ พร้อมกับสารขยายหลอดเลือดและสารเคมีเพื่อกระตุ้นหัวใจ และไหลเวียนไปยังทุกส่วนของร่างกายอย่างรวดเร็ว^{[ 7 ]}ปลาหมึกน้ำลึกTaningia danaeได้รับการบันทึกภาพขณะปล่อยแสงวาบที่สว่างจ้าจากอวัยวะเรืองแสงขนาดใหญ่บนแขนเพื่อส่องสว่างและทำให้เหยื่อที่อาจเป็นไปได้สับสน^{[ 47 ]}

แม้ว่าปลาหมึกจะสามารถจับเหยื่อขนาดใหญ่ได้ แต่ปากของมันค่อนข้างเล็ก และอาหารจะต้องถูกตัดเป็นชิ้นๆ ด้วยจะงอยปากที่เป็นไคตินที่มีกล้ามเนื้อแข็งแรงก่อนที่จะกลืนลงไป แรดูลาตั้งอยู่ในช่องปากและมีฟันเล็กๆ หลายแถวที่ดึงอาหารไปข้างหลังและบดให้เป็นชิ้นๆ^{[ 7 ]}ปลาหมึกทะเลลึกMastigoteuthisมีหนวดคล้ายแส้ตลอดความยาวปกคลุมด้วยตัวดูดขนาดเล็ก มันอาจจับสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กในลักษณะเดียวกับที่ กระดาษ ดักแมลงวันหนวดของ ปลาหมึก ทะเลลึก บางชนิด มีอวัยวะเรืองแสงซึ่งอาจนำอาหารเข้ามาในระยะที่มันเอื้อมถึงได้โดยการดึงดูดเหยื่อ^{[ 46 ]}

ปลาหมึกเป็นสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังที่ฉลาดที่สุดชนิดหนึ่ง ตัวอย่างเช่นปลาหมึกฮัมโบลต์จะล่าเหยื่อร่วมกัน โดยว่ายวนขึ้นมาในน้ำในเวลากลางคืนและประสานการเคลื่อนไหวในแนวดิ่งและแนวนอนขณะหาอาหาร^{[ 48 ]}

การเกี้ยวพาราสีในปลาหมึกเกิดขึ้นในน้ำเปิด โดยตัวผู้จะเลือกตัวเมีย ตัวเมียจะตอบสนอง และตัวผู้จะถ่ายโอนสเปิร์มให้กับตัวเมีย ในหลายกรณี ตัวผู้จะแสดงพฤติกรรมเพื่อระบุตัวตนให้ตัวเมียเห็นและขับไล่คู่แข่งที่อาจเกิดขึ้น^{[ 49 ]}มีการเปลี่ยนแปลงรูปแบบบนร่างกายที่ซับซ้อนในบางชนิดทั้งในพฤติกรรมการต่อสู้และการเกี้ยวพาราสี ตัวอย่างเช่น ปลาหมึกแนวปะการังแคริบเบียน ( Sepioteuthis sepioidea ) ใช้การเปลี่ยนแปลงสีที่ซับซ้อนมากมายในระหว่างการเกี้ยวพาราสีและการมีปฏิสัมพันธ์ทางสังคม และมีรูปแบบบนร่างกายประมาณ 16 แบบในคลังแสงของมัน^{[ 50 ]}

ทั้งคู่จะหันหัวชนกัน และอาจเกิดการ "ล็อกขากรรไกร" ในลักษณะเดียวกับที่ปลาหมอสี บางชนิดใช้ ^{[ 51 ]}เฮกโตโคทิลัสของตัวผู้ใช้ในการถ่ายโอนสเปิร์มมาโทฟอร์และฝากไว้ในช่องแมนเทิลของตัวเมียในตำแหน่งที่เหมาะสมกับสายพันธุ์ ซึ่งอาจอยู่ติดกับโกโนพอร์หรือในถุงเก็บน้ำอสุจิ^{[ 7 ]}

อสุจิอาจถูกนำไปใช้ทันทีหรืออาจถูกเก็บไว้ เมื่อไข่เคลื่อนตัวลงมาตามท่อไข่ ไข่จะถูกห่อหุ้มด้วยสารคล้ายเจลาติน ก่อนที่จะเคลื่อนตัวต่อไปยังโพรงแมนเทิล ซึ่งเป็นที่ที่ไข่ได้รับการผสมพันธุ์ ในโล ลิโก ต่อมสร้างไข่ในผนังของโพรงจะเพิ่มสารเคลือบเพิ่มเติม และไข่จะออกจากโพรงผ่านช่องรูปกรวยที่เกิดจากแขน ตัวเมียจะยึดไข่ไว้กับพื้นผิวเป็นสายหรือกลุ่ม โดยชั้นของสารเคลือบจะบวมและแข็งตัวหลังจากสัมผัสกับน้ำทะเล บางครั้ง โลลิโกจะรวมตัวกันเพื่อผสมพันธุ์ ซึ่งอาจก่อให้เกิด "กองไข่รวม" หมึกทะเลเปิดและหมึกทะเลลึกบางชนิดไม่ได้ยึดกลุ่มไข่ไว้กับพื้นผิว ไข่จะลอยอยู่ได้อย่างอิสระ^{[ 7 ]}

• ไดซีไมด์ : ปรสิตรูปร่างคล้ายหนอนจากไฟลัมรอมโบโซแอนซึ่งมักพบในถุงไตของเซฟาโลพอด สำหรับปลาหมึกอายุน้อยและแข็งแรง พวกมันไม่เป็นอันตรายและสามารถอยู่ร่วมกันแบบพึ่งพาอาศัยกันได้ แต่สำหรับปลาหมึกที่แก่และเครียด พวกมันจะทำให้เกิดความเสียหายต่อเนื้อเยื่อ การอักเสบ และการเจริญเติบโตมากเกินไป^{[ 60 ]}
• ซีลิเอต : ซีลิเอต Chromidinaเป็นสายพันธุ์ที่รู้จักกันดีที่สุดที่ติดเชื้อในเซฟาโลพอด เช่น ปลาหมึกทะเลและปลาหมึกยักษ์^{[ 61 ]}
• โคพีพอดปรสิต : โคพีพอดเป็นกลุ่มของสิ่งมีชีวิตอิสระที่รู้จักกันดีในด้านการสร้างความสัมพันธ์แบบพึ่งพาอาศัยกันกับสัตว์ทะเลชนิดอื่น หรือใช้สัตว์เหล่านั้นเป็นโฮสต์ปรสิต ในปี 2024 มีการค้นพบโคพีพอดปรสิตชนิดใหม่ชื่อIkanecator primuปรสิตชนิดนี้เป็นสาเหตุของการระบาดในไข่ปลาหมึกจำนวนมากในปลาหมึกที่เลี้ยงไว้ที่หน่วยฟิสิกส์และชีววิทยาของOISTพวกมันก่อให้เกิดภัยคุกคามต่อสุขภาพอย่างร้ายแรงต่อโคพีพอดที่อาศัยอยู่ในระบบการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ^{[ 62 ]}

ปลาหมึกยักษ์ถูกกล่าวถึงว่าเป็นสัตว์ประหลาดแห่งท้องทะเลลึกมาตั้งแต่สมัยโบราณอริสโตเติล (ศตวรรษที่ 4 ก่อนคริสต์ศักราช) ได้บรรยายถึงปลาหมึกยักษ์ไว้ในหนังสือประวัติศาสตร์สัตว์^{[ 63 ]}และพลินีผู้เฒ่า (ศตวรรษที่ 1 หลังคริสต์ศักราช) ได้บรรยายไว้ในหนังสือประวัติศาสตร์ธรรมชาติ^{[ 64 ] [ 65 ]}กอร์กอนในเทพนิยายกรีกอาจได้รับแรงบันดาลใจจากปลาหมึกหรือปลาหมึกยักษ์ โดยตัวสัตว์เองเป็นตัวแทนของหัวที่ถูกตัดขาดของเมดูซ่าปากเป็นลิ้นและเขี้ยวที่ยื่นออกมา และหนวดเป็นงู^{[ 66 ]} สคิลลา สัตว์ ประหลาดทะเลหกหัวในมหากาพย์โอดิสซีอาจมีต้นกำเนิดที่คล้ายคลึงกัน ตำนานของชาวนอร์ดิกเกี่ยวกับคราเคนอาจมาจากการพบเห็นเซฟาโลพอดขนาดใหญ่เช่นกัน^{[ 67 ]}

ในวรรณกรรมเรื่องสั้น " The Sea Raiders " ของ HG Wellsมีปลาหมึกกินคนชื่อHaploteuthis ferox [ ^{68 ] บท}ที่ 59 ของ นวนิยายเรื่อง Moby-DickของHerman Melvilleกล่าวถึงการเผชิญหน้ากับปลาหมึกสีขาวขนาดใหญ่ "ยาวและกว้างเป็นเฟอร์ลอง" ซึ่งถือเป็นลางร้ายที่ทำให้ Starbuck หวาดกลัว คำบรรยายนี้อาจเกิดจากจินตนาการหรือการพูดเกินจริง แต่นักธรรมชาติวิทยาได้ชี้ให้เห็นว่าไม่มีปลาหมึกชนิดใดที่มีลักษณะตรงตามคำบรรยายนี้ที่รู้จักกัน^{[ 69 ]}นักเขียนนิยายวิทยาศาสตร์Jules Verneเล่าเรื่องสัตว์ ประหลาดคล้าย คราเคนในนวนิยายเรื่องTwenty Thousand Leagues Under the Seas ในปี 1870 ของ เขา^{[ 67 ]}

ปลาหมึกเป็นแหล่งอาหารที่สำคัญและใช้ในอาหารทั่วโลก โดยเฉพาะในญี่ปุ่นซึ่งรับประทานเป็น อิกะโซเมน ( ika sōmen ) หั่นเป็นเส้นคล้ายวุ้นเส้นซาชิมิและเทมปุระ^{[ 70 ]} ปลาหมึก สกุล Loligoสามชนิดถูกนำมาใช้ในปริมาณมาก ได้แก่L.  vulgarisในทะเลเมดิเตอร์เรเนียน (รู้จักกันในชื่อCalamarในภาษาสเปน และCalamaroในภาษาอิตาลี) L.  forbesiiในมหาสมุทรแอตแลนติกตะวันออกเฉียงเหนือ และL.  pealeiบนชายฝั่งตะวันออกของอเมริกา^{[ 70 ]}ในบรรดาปลาหมึกวงศ์ Ommastrephidae นั้นTodarodes pacificusเป็นสายพันธุ์เชิงพาณิชย์หลักที่ถูกจับในปริมาณมากทั่วแปซิฟิกเหนือในแคนาดา ญี่ปุ่น และจีน^{[ 70 ]}

ในประเทศที่ใช้ภาษาอังกฤษ ปลาหมึกที่ใช้เป็นอาหารมักเรียกว่าcalamariซึ่งรับมาจากภาษาอิตาลีมาใช้ในภาษาอังกฤษในศตวรรษที่ 17 ^{[ 71 ]}ปลาหมึกพบได้มากมายในบางพื้นที่ และเป็นแหล่งจับปลาขนาดใหญ่สำหรับอุตสาหกรรมประมงลำตัวสามารถนำมายัดไส้ทั้งตัว หั่นเป็นชิ้นแบน หรือหั่นเป็นวงได้ หนวด หมึก และหมึกของปลาหมึกก็กินได้เช่นกัน ส่วนเดียวที่กินไม่ได้คือจะงอยปากและก้าม (ปากกา) ปลาหมึกเป็นแหล่งอาหารที่ดีของสังกะสีและแมงกานีสและมีทองแดงสูง^{[ 72 ]}ซีลีเนียมวิตามินบีและไรโบฟลาวิน^{[ 73 ]}

ตามข้อมูลของFAO ^{ปริมาณ}การจับสัตว์จำพวกเซฟาโลพอดในปี 2545 คือ3,173,272 ตัน (6.995867 × 10⁹ ปอนด์)ในจำนวนนี้ 2,189,206 ตัน หรือ 75.8 เปอร์เซ็นต์ เป็นปลาหมึก^{[ 74 ]}ตารางต่อไปนี้แสดงรายการปริมาณการจับปลาหมึกชนิดต่างๆ ที่เกิน10,000 ตัน (22,000,000 ปอนด์)ในปี 2545  

นักวิจัยจาก มหาวิทยาลัยบริสตอลได้สร้างโครมาโทฟอร์ต้นแบบที่เลียนแบบ การพรางตัวแบบปรับตัวของปลาหมึก โดยใช้อิลาสโตเมอร์ไดอิเล็กทริกที่ไวต่อไฟฟ้า ซึ่งเป็นวัสดุ "อัจฉริยะ" ที่ยืดหยุ่นได้ซึ่งเปลี่ยนสีและพื้นผิวตามสัญญาณไฟฟ้า นักวิจัยระบุว่าเป้าหมายของพวกเขาคือการสร้างผิวหนังเทียมที่ให้การพรางตัวแบบแอคทีฟอย่างรวดเร็ว^{[ 75 ]}

แอกซอนยักษ์ของปลาหมึกเป็นแรงบันดาลใจให้Otto Schmittพัฒนา วงจร เปรียบเทียบที่มีฮิสเทอรีซิสซึ่งปัจจุบันเรียกว่าSchmitt trigger โดยจำลองการแพร่กระจายของ กระแสประสาทของแอกซอน^{[ 76 ]}