Os polvos são moluscos marinhos da classe Cephalopoda e da ordem Octopoda, que significa "oito pés" – a sua característica principal é uma coroa de oito tentáculos com fortes ventosas dispostos à volta da boca. Como o resto dos cefalópodes, o polvo tem um corpo mole mas não tem esqueleto interno (como as lulas) nem externo (como o nautilus). Como meios de defesa, o polvo possui a capacidade de largar tinta camuflagem (conseguida através dos cromatóforos) e autonomia dos seus tentáculos. 

Todos os polvos são predadores e alimentam-se de peixes, crustáceos e invertebrados, que caçam com os tentáculos e matam com o bico ósseo. Para auxiliar a caça, os polvos desenvolveram visão binocular e olhos com estrutura semelhante à do órgão de visão do ser humano, que têm percepção de cor. 

A reprodução é sexuada e inicia-se com um ritual de acasalamento que pode durar várias horas ou dias. Algumas horas posteriores à cópula o macho morre. A fêmea após a fecundação deposita os ovos em um ninho (em geral uma cavidade rochosa) e através de jatos d\água umidifica-os até que eclodam os pequeninos polvos cujo desenvolvimento ocorre sem estádio larvar. Recebem o cuidado parental apenas da fêmea da espécie. Ao final dos cuidados a fêmea morre. 

Os cefalópodes apresentam macroneurônios que só aparecem nesta classe e são mais desenvolvidos do que qualquer artrópode.