章魚的智商非常高，在某些認知能力上接近哺乳類動物：貓和狗。
- 他們有獨特的神經系統結構，大腦約有五億個神經元，有三分之一集中在大腦中央。
- 大腦中央主要負責整合和協調觸手的行動，在必要的時候，啟動高級決策流程，使全身能一同工作。
- 剩餘的神經元分散在八條觸手上，每條觸手擁有自己的次級大腦，能有自主控制能力、獨立感知、思考、行動，形成多個「小自我」。
- 這些觸手能夠自主決定如何動作，甚至在沒有透過中央大腦就能直接指令的情況下，完成複雜任務，呈現出多線式、分散式的思考模式。
章魚在完成特定任務時會產生獨特的腦波模式
- 與人類海馬迴的活動有相似之處，牠們具備某種形式的意識和思考。
- 對自己身體位置和動作感知相當熟悉，並透過視覺協調完成手足活動。
人類依靠本體感覺神經，章魚擁有分散、不完全聚焦的自我意識。
- 能夠識別環境中的物體和同類，甚至對過去經驗有記憶，有一定的自我認知能力。
- 這種記憶不僅限於短期，而是能形成長期的學習效果。
- 能記住先前遇到的環境、獵物特性以及解決問題方法，能夠記住迷宮路徑、辨識不同物體和人類，並根據過去經驗避免危險而選擇更有效的捕食方式。
- 會利用身邊的物品作為工具，學會打開罐蓋、其他封閉容器來取得食物，會積極探索周圍環境，例如：用椰子殼、貝殼組合成臨時庇護所。
透過嘗試錯誤學習並記憶成功策略以便未來使用，能根據環境快速改變顏色和形狀。
這說明我們要像章魚一樣有分散式思考，將一件事物有多面聯想和解決辦法，不要將事物聚焦在同個空間和同個地方。
章魚的預測能力主要體現在高度的認知靈活性和學習能力上，並不是真的能夠「預知未來」。
- 根據「過去經驗」和「環境線索」做出合理判斷，這使牠們在某些情況下看似能「預測」結果。
- 章魚保羅在2010年世界杯足球賽中準確「預測」多場比賽勝負，實際上這是基於對環境刺激（食物位置）的偏好。
- 具有優秀的視力、記憶力和辨識能力，能分辨不同的人類並記住過去的互動，這種認知能力使牠們在複雜環境中能做出合理選擇。
他們會利用變色和姿態來傳達情緒，例如：警戒、求偶、威脅，這是牠們情感表達的重要方式。
- 在面對外來者時會展現出防禦和友善的情緒反應，甚至會用水柱戲弄害怕的人類，這種行為被解讀為「情感交流」和「建立信任」表現。
- 他們的壽命普遍較短，大多常見章魚物種的壽命約為1到2年左右。
- 雄性章魚在交配後不久，會進入衰老期快速死亡；雌性章魚在產卵並孵化後，會停止進食，耗盡生命能量而死，這與體內分泌的「死亡激素」有關。他們的壽命與快速生長、成熟、生殖的生命週期相關。
在北太平洋巨型章魚的壽命可以達到約5年，也是世界上最聰明的章魚。部分深海巨型章魚壽命可以達到數十年甚至上百年。
臺灣蘭嶼達悟族「食人章魚的故事」
流傳著一隻巨大的食人章魚，會捕食在海中游泳的小孩，當地人起初以為是小孩被海浪捲走，直到有小孩目擊章魚出現。
部落大人憤怒報仇，最終用燒熱的大陶鍋將章魚活活燙死。這傳說反映出達悟族是海洋民族，長期依賴海洋資源生活，對海中未知巨大生物的恐懼與想像。
