章鱼的记忆力和学习能力很强。经过奖惩分明的训练之后，最终必然能够使章鱼学会对视觉和触觉做出相应的反应。头足类的眼睛非常敏锐，在识别猎物的时候能够起到很好的作用。人们通过一个实验教会了章鱼如何做出选择。在这个实验中，总共有2个物体，当章鱼选择其中一个物体的时候，它会得到相应的奖励，而当它选择另外一个物体的时候，它就会得到电击作为惩罚，经过不断地重复，章鱼最终学会了该如何选择。

  不过，章鱼有它自己比较敏感和迟钝的物体，对前者的识别能力强，而对后者却很难识别。

人类做了一个测试章鱼的触觉能力的实验，在实验中，章鱼能够通过自己吸管上的触觉感受器来感受物体。实验表明，章鱼对物体的粗细、粗糙程度以及光滑面与粗糙面的比例都有一定的辨别能力，并且会对这些不同的物体做出相应的反应。

  同时，通过触摸，章鱼能够判断物体是不是自己的食物，不过，章鱼对物体的重量无法做出判断。此外，一些与章鱼大脑及神经系统相关的研究对人类更好地了解神经系统也都颇有影响。