Presentano 10 appendici circumorali retrattili: 8 braccia di pari lunghezza e 2 lunghe appendici dotate di ventose denticolate, adibite alla difesa e spesso alla riproduzione. L'animale presenta anche occhi sporgenti con una pupilla molto sviluppata e a forma di W. Le specie di dimensioni maggiori non superano i 50 cm, e possono raggiungere i 12 kg di peso. Presentano una conchiglia interna detta "osso di seppia" e una sacca per l'inchiostro, posta in prossimità dell'ano, che viene espulso quando la seppia si sente minacciata.
Possiedono una spiccata capacità mimetica, e possono cambiare il proprio colore, grazie alla presenza nel derma di una ricca rete di cromatofori, dal marrone al nero, dal giallo al rosso.
Alcune specie sono dotate di bioluminescenza. Si nutrono di granchi, piccoli pesci, gamberetti, vermi acquatici, piccoli polpi e altri molluschi. Vengono generalmente predate da delfini, squali, grandi pesci, foche e altre seppie. Le uova, di colore scuro, vengono deposte in grappoli, e vengono comunemente dette "uva di mare".
Durante la riproduzione, se il maschio della seppia viene rifiutato o allontanato da altri maschi dominanti, esso tende ad accoppiarsi comunque assumendo la stessa colorazione della femmina, avvicinando quindi le stesse femmine senza destare sospetti nei maschi dominanti per fecondarle a sorpresa.
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