Les calmars et les poulpes, tous deux des céphalopodes, sont les invertébrés connus les plus intelligents. La comparaison directe de l'intelligence des calmars et des poulpes n'est pas possible, car les calmars sont beaucoup plus difficiles à conserver dans les laboratoires pour l'étude.
Les pieuvres utilisent des outils, reconnaissent les gardiens humains, affichent des tactiques de chasse variées et ont des capacités de résolution de problèmes. Ils présentent un comportement suggérant la planification et la prévoyance, comme des raids dans les casiers à crabes et à homards des humains et à monter à bord de bateaux de pêche transportant des conteneurs de crabes. Sy Montgomerty du magazine Orion a rapporté une expérience qui a observé une pieuvre femelle jouant avec une bouteille de pilules. Les calmars présentent des signaux sociaux complexes et une espèce, le calmar de Humboldt, pratique la chasse coopérative.