足生在头顶，所以又称头足类。头顶的10条足中有八条较短，内侧密生吸盘，称为腕；另有两条较长、活动自如的足，能缩回到两个囊内，称为触腕，只有前端内侧有吸盘。
躯干呈袋状，背腹略扁，位头后。外被肌肉非常发达的套膜，其内即为内脏团。躯干两侧具鳍，鳍在躯干末端分离、鳍在游泳中起平衡作用。由于躯十背侧上皮下具有色素细胞，可使皮肤改变颜色的深浅。乌贼躯体方位依其在水中的生活状态，头端为前，躯干末端为后，有漏斗的一侧为腹，相反一侧为背。但根据软体动物的体制与乌贼的形态比较，其前端应为腹侧，因足让腹侧，后端为背，背侧为前，腹侧为后，这是乌贼的形态学位置、但为了观察叙述简便多采用前种定位。
身体扁平柔软，非常适合在海底生活。乌贼平时做波浪式的缓慢运动，可一遇到险情，就会以每秒15米（54公里/小时）的速度把强敌抛在身后。有些乌贼移动的最高时速达150千米。它不但逃走快，捕食更快。乌贼是水中的变色能手，其体内聚集着数百万个红、黄、蓝、黑等色素细胞，可以在一两秒钟内做出反应调整体内色素囊的大小来改变自身的颜色，以便适应环境，逃避敌害。乌贼的体内有一个墨囊，里面有浓黑的墨汁，在遇到敌害时迅速喷出，将周围的海水染黑，掩护自己逃生。
乌贼的体壁由上皮肤、肌肉等组成，具内骨骼。上皮为单层细胞，其下有许多色素细胞（Chromatophore）。色素细胞呈扁平状，细胞膜富弹性，周围有放射状的肌纤维。由于肌纤维的收缩，使色素细胞扩大呈星状，肌纤维舒张，色素细胞恢复原状、如此可使皮肤改变颜色的深浅。上皮下尚有一种虹彩细胞（Iridocyste）使体表具光泽。
乌贼内骨骼由内壳及软骨组成。内壳位于体背侧皮肤下的壳囊内，很发达，呈长椭圆形前端圆，末端有一尖形突起。壳为石灰质，背侧硬，腹侧疏松，空隙多。内壳不但可以增加身体的坚强性，又可使身体比重减小，有利于游泳，并有助于保持平衡。软骨发达，其结构与脊椎动物相似，只是细胞有较长的分枝。主要软骨有头软骨，包围中枢神经系统和平衡囊，上具孔，神经可伸出。还有颈软骨、腕软骨等。内骨骼由外胚层发育而来。
乌贼的消化管呈“U”形。口位前端，口膜中央，口内为肌肉性口腔，称口球，其内有一对似鹦鹉喙状的颚片，一位背侧，一位腹侧，可切碎食物。口球底部为齿舌，用帮助吞咽食物。口腔内有前后唾液腺。前唾液为单个，唾液管开口于齿舌两侧，可分泌粘液；后唾液腺一对，位食管前端背侧，有导管通入口球，分泌毒液，可杀伤、麻痹捕获的动物。口球下接细长的食管，连于胃的责门部。胃位内脏囊顶端，为长囊状，壁富肌肉。胃左侧为一盲囊，内壁褶皱，具纤毛。肠短而粗，自胃幽门部转向前伸，稍作拱曲，末端为直肠，以肛门开口于外套腔，漏斗基部后方。肛门两侧有一对肛门瓣，功能不详。
肝脏一对，甚大，为黄色腺体，占据内脏囊的前半部，位食管两侧。前端圆，后端尖。一对肝脏导管沿肠的两侧向后行，后两管会合，通人胃的盲囊。在肝脏导管上被有分支的腺体为胰脏。肝可分泌酶输入胃中，进行消化作用。肝管有节律收缩，可自盲囊和胃中吸收养分，故有储存营养物质的功能。胰分泌淀粉酶及蛋白酶亦入胃中。消化后的食物入盲囊吸收，残渣由肛门排出体外。在直肠的末端近肛门处有一导管，连一梨形小囊，即墨囊（Ink Sac），位内脏团后端，实为一极发达的直肠盲囊。囊内腺体可分泌墨汁，经导管由肛门排出使，周围海水成墨色，借以隐藏避敌，乌贼之名来源于此。
羽状鳃一对，位外套腔前端两侧。每鳃有一鳃轴，两侧生有鳃叶，鳃叶是由许多鳃丝组成。鳃上密布微血管，水流经鳃，完成气体交换。鳃轴背缘有鳃腺，富血管，可能与鳃的营养有关。
乌贼的循环系统基本为闭管式，仍有一些血窦。心脏由一心室二心耳组成，位体近后端腹侧中央围心腔内。心室菱形，不对称，壁厚，心耳长囊状，壁薄。心室向前伸出一前大动脉，分枝至头、套膜、消化管等处；心室向后伸出一后大动脉，至套膜、胄、直肠、生殖腺等器官。血液经微血管网汇入主大静脉，主大静脉分2支成肾静脉入肾；肾静脉及体后的外套静脉入鳃基部的鳃心（Branchia Heart）（鳃心壁为海绵质，可收缩），由入鳃静脉入鳃、再由出鳃静脉入左、右心耳，返回心室。血液循环中，在肾内排出代谢产物，在鳃内进行氧碳交换。头足类的血压甚高，可以超过脊椎动物。
肾一对，为囊状结构，包括一背室和二腹室。二腹室位直肠背面两侧，左右对称。一对肾孔，开口于直肠末端两侧套膜腔中。围心腔以一对导管伸入腹室，其开口为肾口。肾可自围心腔内收集代谢产物。二肾静脉周围有海绵状的静脉腺，其分支中空，与静脉相通。这些腺体具有一层有排泄功能的腺质上皮，可从血液中吸收代谢产物，排入肾囊。肾的背室位于腹室的背侧，有孔与腹室相通。乌贼的排泄物不含尿酸而是鸟嘌呤。
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