Calamari e polpi, entrambi i cefalopodi, sono gli invertebrati conosciuti più intelligenti. Il confronto diretto tra l'intelligenza dei calamari e dei polpi non è fattibile, poiché i calamari sono molto più difficili da tenere nei laboratori per studio.
I polpi usano strumenti, riconoscono i custodi umani, mostrano varie tattiche di caccia e hanno capacità di risoluzione dei problemi. Esibiscono comportamenti che suggeriscono pianificazione e lungimiranza, come razziare trappole di granchio e aragoste degli umani e salire a bordo di barche da pesca che trasportano contenitori di granchi. La rivista Sy Montgomerty di Orion riferì un esperimento che osservava una femmina di polpo che giocava con una bottiglia di pillola. I calamari esibiscono una complessa segnalazione sociale e una specie, il calamaro Humboldt, si cimenta nella caccia cooperativa.
