Jest to rząd mięczaków z gromady głowonogów, charakteryzujących się ośmioma odnóżami i dużą inteligencją. Ośmiornice żyją w wodzie słonej, w tropikalnym i subtropikalnym klimacie, najczęściej na płyciznach, m.in. na rafach, istnieją jednak gatunki pelagiczne,i żyjące na dużych głębokościach. Wyróżnia się około 300 gatunków ośmiornic, w dwóch podrzędach: frędzlikowców i ośmiornic właściwych. Rozmiary są zróżnicowane w zależności od gatunku – najmniejsze ośmiornice mają 1,5 cm długości i ważą 1 gram, największe średnio osiągają 4,3 metra rozpiętości ramion i 15 kilo wagi, choć największa ośmiornica, jakiej dane odnotowano, ważyła 272 kilogramy. Ośmiornice żyją krótko, zazwyczaj od 6 miesięcy do 3 lat, przy wyjątkowo sprzyjających okolicznościach osobniki niektórych dużych gatunków mogą dożywać do 5 lat.
Ośmiornice mają 3 serca – jedno pompujące krew na cały organizm, dwa pompujące krew do dwóch skrzeli. Krew ośmiornic jest niebieskawa. Układ nerwowy ośmiornic jest rozbudowany i badania wskazują, że zwierzęta te mają zarówno krótko- jak i długotrwałą pamięć. Ośmiornice najprawdopodobniej uczą się całe swoje życie przez obserwację i naśladownictwo. Ośmiornica umie nauczyć się, jak odkręcić słoik, bawi się, rozwiązuje problemy. Te głowonogi są inteligentniejsze od wielu ssaków i ptaków. Czasem ośmiornice hodowane są w akwariach, z których jednak często dają drapaka – zarówno dzięki swojej inteligencji, jak i dzięki ciału pozbawionemu szkieletu, czy pancerza, które umożliwia im wciśnięcie się w najdrobniejszą szczelinę. W warunkach naturalnych ta zdolność chroni ośmiornice przed drapieżnikami. Mówiąc o inteligencji ośmiornic – zdarzają się przypadki, kiedy zwierzęta te włamują się na łodzie rybackie i potrafią otworzyć sobie luki, gdzie znajdują się np. kraby – wszystko po to, aby się posilić.
Ośmiornice są drapieżnikami. Zjadają ryby, mięczaki, skorupiaki, krewetki. Twardy dziób ośmiornic, podobny do dzioba papugi, umożliwia im przebicie się przez twarde pancerze swoich zdobyczy. Ofiary ośmiornice paraliżują trującą śliną, a następnie rozrywają dziobem i pożerają. Duże ośmiornice zjadają czasem nawet rekiny!
Aby uciec przed zagrożeniem przed drapieżnikami, ośmiornice potrafią świetnie się kamuflować : zmieniać swoje barwy i strukturę swojej skóry, tak by dostosować się do otoczenia. Z reguły głowonogi te poruszają się wolno, jednak gdy uciekają przed napastnikami potrafią rozwijać większe prędkości i wydzielają w kierunku atakującego swego rodzaju atramentową wydzielinę, zabarwioną melaniną. Wydzielina ta nie dość, że kamufluje kierunek ucieczki ośmiornicy, ma także właściwości mylące zmysł węchu napastnika. W ostateczności, pochwycona za odnóże ośmiornica odrzuca je i ucieka. Nie czyni jej to szkody. Odnóże odrośnie.
Ośmiornice są rozdzielnopłciowe. U samca jedno z ramion przekształcone jest w tak zwany hektokotylus, służący do przenoszenia plemników do ciała samicy. Czasami przy kopulacji hektokotylus ów odrywa się od ciała samca. Kopulację poprzedzają tańce i zmiany barwy ciała ośmiornic. Samiec umiera w kilka miesięcy po akcie zapłodnienia. Samica składa kilkaset tysięcy jaj, w zależności od gatunku, w szczelinach na dnie morskim lub w muszlach.
Ponieważ ośmiornice są zawsze jadowite, ich ukąszenia mogą być niebezpieczne dla ludzi. Jednak ich mięso jest przysmakiem w różnych kulturach i bywa przyrządzane w różny sposób. Ośmiornice rozpalały wyobraźnię ludzką od czasów prehistorycznych – stąd wiele mitycznych potworów ma kształty i cechy zainspirowane kształtami i cechami ośmiornic.