문어는 다리 8개가 있으며 다리에는 빨판이 열주해 있다. 여덟 다리는 머리에 직접 붙으며 방사상으로 배치되는데, 여덟 다리가 모두 만나는 곳에는 부리입이 있다. 다리 반대쪽 머리에는 둥그런 몸통이 있으며 몸통은 두터운 조직(mantle) 한 겹으로 덮여 있다. 머리 부근에는 물을 뿜는 수관(siphon)이 놓여 있고 그 근처에는 물을 흡입하여 몸통에 들어있는 아가미로 보낼 수 있도록 표피와 몸통 사이의 공간이 마련되어 있다. 머리 안에는 제법 크기가 큰 뇌가 있으며, 몸통 중 머리에서 먼 부분에 심장'들'이 있다. 문어의 심장은 하나가 아니라 세 개인데, 하나는 몸통에 산소를 공급하는 반면 나머지 둘은 아가미 및 다리에 피를 공급한다. 오징어와 마찬가지로 문어의 몸통 내부에는 먹물통이 있다. 문어 먹물에는 멜라닌이 다량 포함되어 검은색을 띠며, 천적의 감각을 교란시키는 물질도 섞였다. 종에 따라서는 독극물이 함유되기도 하여, 도주하거나 연막을 펼쳐야 할 때, 수관을 통해 분사한다. 한편, 문어 피는 헤모시아닌을 기반으로 하며, 이에 따라 푸른색이 특징이다.

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