Les céphalopodes (Cephalopoda, du grec ancien κεφαλή / kephalế, « tête », et πούς / poús, « pied ») sont une classe de mollusques marins apparus à la fin du Cambrien (500 millions d'années) dont la tête est munie de tentacules, appelés aussi bras. Ce nom générique inclut notamment les pieuvres, calmars et seiches (groupe des coléoïdes), et les nautiles (groupe des nautiloïdes). Environ 800 espèces vivantes sont connues et de nouvelles espèces continuent d'être décrites. Environ 11 000 taxons éteints ont été décrits, bien que le corps mou des céphalopodes ne facilite pas la fossilisation. Cephalopoda est un clade, présentant comme synapomorphie la plus évidente la présence de tentacules préhensiles.
Leur tête, distincte de la masse viscérale, comporte un véritable cerveau contenu dans un crâne cartilagineux, des yeux perfectionnés, un bec chitineux, etc. Elle est munie d'une couronne péribuccale de bras musclés et protractiles munis de ventouses et/ou de crochets. Le manteau ventral, contractile, constitue avec le siphon un puissant organe de locomotion. Leur taille varie de quelques centimètres à une dizaine de mètres. Les céphalopodes actuels sont des prédateurs marins : ils se nourrissent de mollusques, de poissons, et de crustacés. Ils capturent leurs proies avec leurs bras, et les déchiquettent avec leur bec corné.
Depuis l'Antiquité romaine, des céphalopodes sont utilisés en cuisine pour leur goût et leurs apports nutritionnels par les populations du littoral méditerranéen. Leur pêche commerciale se renforce. Leur croissance rapide, leur prolificité et leur dynamique de population depuis les années 1950 leur permettent - avec les méduses - de faire partie des quelques taxons qui semblent le mieux s'adapter à la dégradation des milieux marins, au détriment d'autres espèces.
La teuthologie est la branche des sciences naturelles qui étudie les céphalopodes du point de vue phylogénétique.
