من الناحية العلمية يعتبر الأخطبوط من أذكى الرخويات نظرًا للأسباب الآتية:
الأخطبوطات قادرة على التعلم.
تتمتع الأخطبوطات بذاكرة قوية.
الأخطبوطات قادرة على اللعب.
الأخطبوط لديه آليات دفاع متعددة.
الأخطبوطات لديها شخصيات متفردة، حيث يتميز كل أخطبوط بشخصية مختلفة عن أقرانه.
الأخطبوطات قادرة على التعلم: أقرت الأبحاث بأن الأخطبوطات قد أظهرت تفوقًا في التعلم استنادًا إلى ما يلي:
لقد اكتشفوا أن الأخطبوطات قادرة على التعميم بعد التعلم، ويُقصد بذلك أنه إذا تم تدريب الأخطبوط على مهاجمة كرة فإنه إذا رأى كرة أخرى افتراضية على شاشة فإنه سيقوم بمهاجمتها أيضًا.
كما يمكن للأخطبوطات أيضًا أن تتعلم استخدام التمييز المشروط، ويُقصد بهذا مثلًا تدريب الأخطبوط على عدم آداء عمل معين إلا إذا اقترن به وجود ظرف معين، كتدريب الأخطبوط على عدم مهاجمة جسم ما مثلًا إلا في حالة وجود فقاعات.
بالإضافة إلى ما سبق فالأخطبوطات تتعلم عن طريق المراقبة والمشاهدة، فيمكن للأخطبوط أن يتعلم من أخطبوط آخر عن طريق مراقبته.
تتمتع الأخطبوطات بذاكرة قوية: الأخطبوطات يمكن لها أن تتجاوز المتاهات بسرعة وتتذكرها، كما يمكن لها أيضًا أن تقوم بحل المشكلات التي تواجهها وتتذكر تلك الحلول.
الأخطبوطات قادرة على اللعب: ففي سياتل أكواريوم تم رصد أخطبوطين يقومان بلعب ما يشبه لعبة ارتداد الكرة التي يقوم البشر بلعبها.
تستخدم آليات دفاع متعددة: يمكن للأخطبوطات أن تبحث عن الأشياء وأن تكتشف أفضل أماكن للاختباء، بالإضافة إلى أنهم يمتلكون قدرة هائلة على تغيير ألوانهم في وقت الخطر وهو ما يساعدهم على الهرب من أعداؤهم.
صيادون مهرة: الأخطبوطات قادرة على مطاردة فرائسها بمهارة منقطعة النظير، كما أنها تستطيع أيضًا أن تتعاون مع أنواع أخرى من الكائنات البحرية مثل أسماك الهامور لاصطياد فرائسها.
الأخطبوطات لديها شخصيات متفردة: في دراسة تم إجراؤها على 33 أخطبوطًا تمت ملاحظة أنه عند وضع الأخطبوطات في مواقف مختلفة فإن كلًا منها يُظهر تصرفًا مختلفًا عن تصرفات الباقين، وهو ما يشير إلى أن كل أخطبوط يمتلك شخصية مستقلة تختلف عن شخصيات باقي الأخطبوطات