Les calmars se protègent grâce à plusieurs techniques et mécanismes biologiques pour se fondre dans l'environnement, contrer les menaces venant en sens inverse et se défendre en cas d'attaque par un prédateur ou un rival. Il existe environ 500 espèces de calmars, et toutes sont très intelligentes parmi les autres animaux invertébrés.
Tous les calmars possèdent des chromatophores que l'on trouve partout dans leur corps. Ces cellules qui changent de couleur permettent aux calmars de se camoufler avec l'environnement environnant. Combinés à leur corps contre-ombré, avec une coloration claire sur le dessous et une coloration plus foncée sur le dessus, les calmars peuvent se rendre pratiquement invisibles lorsqu'ils chassent des proies et échappent aux prédateurs.
Certains calmars possèdent des photophores, qui sont des cellules qui produisent de la lumière sur le corps du calmar et sont utilisées pour attirer les partenaires, dissuader les prédateurs, fournir un camouflage et attirer les proies. L'activation et la structuration de ces photophores sont accomplies via un processus appelé bioluminescence.
L'excrétion d'encre est un autre mécanisme de défense important utilisé par les calmars. Adjacent au rectum d'un calmar se trouve le sac d'encre, que l'animal utilise pour excréter l'encre afin de confondre ou de désorienter les prédateurs et les rivaux.
En plus de servir de mécanisme principal pour saisir et piéger les proies, la combinaison de ventouses et de crochets pointus trouvés sur les deux tentacules et les huit bras de nombreuses espèces de calmars peut également fonctionner comme des mécanismes de défense potentiellement mortels.