Длина мантии с щупальцами варьируется от 1 см до 18 м.
Достигать крупных размеров кальмарам позволяет сложная кровеносная система: большая часть кальмаров имеют три сердца, каждое из которых подсоединено к одной из трёх пар главных щупалец, благодаря чему также имеется способность к регенерации. Для дыхания кальмары имеют гребенчатые жабры. В крови содержится медь.
Вдоль тела проходит хрящевая «стрелка», поддерживающая мышцы и органы, называемая ''гладиус''. Гладиус — это рудимент внутренней раковины.
Тело кальмара обтекаемой формы, заострённое на заднем конце, имеет два треугольных плавника по бокам. Голова при плавании направлена назад. На ней расположены 10 щупалец с присосками, 8 из которых короткие («руки»), а два — особенно длинные. Имеются сложные и развитые органы чувств — два статоциста, глаза (достигают порой крупных размеров) и папиллы. Слух, вероятно, не развит (возможно, кальмары утратили слух в качестве защитной реакции против ультразвукового шума, при помощи которого киты оглушают своих жертв).
Кальмары — хищные животные. Питаются рыбой, беспозвоночными, которых поглощает при помощи радулы. Свою добычу кальмары хватают при помощи щупалец, вооружённых присосками и крючьями. Нектонные и некто-бентосные кальмары — хорошие пловцы, активные стайные хищники. Планктонные кальмары — малоподвижные макропланктофаги. Благодаря торпедообразному телу, кальмары способны двигаться с большой скоростью «хвостом» вперёд, главный способ движения — реактивный.