Найбільш високоорганізований клас морських молюсків (каракатиці, кальмари, восьминоги). Вільно-плаваючі придонні та донні мешканці переважно теплих морів. Хижаки, бенто- і планктофаги. Тіло завдовжки від 1 см. до 18 м. (кальмари) білатерально-симетричне, звичайно помітне розділення на велику голову й тулуб. Видозмінена нога перетворена на лійку. Тулуб одягнутий мантією, що разом з конічною лійкою є основним пропульсивним органом при реактивному плаванні. У багатьох додатковий плавальний орган — пара плавників на кінці або бічних сторонах мантії. Майже у всіх навколо рота є вінець із 8 рук і (у кальмарів і каракатиць) пари щупалець. Кінцівки з присосками. Черепашка сучасних головоногих молюсків внутрішня, часто редукована або відсутня; у самок аргонавтів є особлива зовнішня черепашка для виношування яєць. Вищі головоногі мають внутрішній хрящовий скелет. Головна хрящова капсула захищає головний мозок. Дві товсті рогові щелепи, зігнуті, як дзьоб папуги, відіграють основну роль у захопленні та подрібненні їжі. Звичайно є радула, 2 пари слинних залоз, виділення задньої пари можуть бути отруйними. У задню кишку відкривається протік чорнильної залози (мішка), секрет якої виконує захисну функцію, приховуючи молюска від ворогів. Серце має один шлуночок і 2 або 4 передсердя. Розвинені органи нюху, хімічного відчуття, рівноваги, органи світіння і складні за будовою очі, котрі мають акомодацію.
