章鱼的体色可随机应变，无论是遇敌惊恐、情绪激动、受刺激而兴奋、情场角逐中或环境改变，它都会像魔术师一样改变体色。一会儿红，一会儿紫；一会儿紫红，或忽而黑、忽而白，忽而斑斑点点；或身体一侧色深另一侧色淡，或变得和环境的颜色花纹相似。有人将它放在报纸上，它身上竟然也显示出黑白相间的字痕。章鱼变色的目的或恐吓对手，或威胁情敌，或引诱异性，或隐蔽自己。
章鱼的体色可随机应变章鱼的体色所以能像魔术师一样瞬息万变，这和它的皮肤色素的结构直接相关的。节肢动物的体表色素是靠激素调节，所以反应慢。而头足类的色素直接受神经控制，可以在一两秒钟内作出反应，相当快，其色素粒被包在有弹性的囊内，囊上附有肌肉，肌肉呈辐射状，并有神经控制。当部分肌肉同时收缩，色素囊被拉成扁平的片状，色素就完全扩展开来；神经兴奋停止，肌肉松弛，色素又凝集成不明显的点状。成体头足类可以有数百万个红、黄、橘黄、蓝、黑等各种色素细胞，在皮肤中分层成斑状排列。只要调节不同的色素，它就能迅速改变体色，并变出形形色色的斑纹。例如在繁殖季节，雌乌贼的身体呈褐色或橙黄色，上面点缀着许多深褐色斑点。雄乌贼也要把自己打扮一番，往往出现白底上布满深褐色条状的花纹。平时乌贼喜欢独居，繁殖季节雌雄就会幽会。当一只雄乌贼找到另一只乌贼时，若对方也是雄性，就立即显示出相似的像斑马一样的花纹，难免就会引起一番角斗，直到其中一方知趣而败北。若找到一只雌性，它不呈现斑马一样的花纹，于是双方头相对，腕搭在一起，彼此如愿以偿，完成交配过程。
乌贼在追逐猎物时也用速变的体色来麻痹和迷惑猎物
乌贼在追逐猎物时也用速变的体色来麻痹和迷惑猎物，从深变淡，再变得浑身斑驳，当接近猎物时，突然伸出两条长腕将其抓获。
头足类控制色素细胞的脑神经有两对，一对控制头和腕部，另一对控制躯体。眼睛受外界刺激后把信息传到脑，脑通过神经指挥相应部位上的色素产生变化。若切断一侧的脑神经，那一侧的颜色再也不会变了。瞎眼者当然也不会变色。但也有人认为双目失明者并不丧失变色能力，它的吸盘也能接收光的刺激，只要给它留下一个吸盘，它就能变换体色。