因口周围的腕具爬行功能而得名。

多具内壳或缺失，壳体成分多为钙质。身体左右对称，分头、足和躯干三部分。头部前端中央具口，口周围具腕，用以捕食和爬行；头部两侧有一对发达的眼。外套腔内具羽状鳃，用以呼吸；神经系统发达；闭管式循环系统。雌雄异体；无担轮幼虫阶段。

分类上一直未有共识。C.泰歇特等人在1964年出版的《古无脊椎动物论丛》中提出了一种具有广泛影响的分类方案，即将头足纲分为鹦鹉螺亚纲（Nautiloidea）、内角石亚纲（Endoceratoidea）、珠角石亚纲（Actinoceratoidea）、杆石亚纲（Bactritoidea）、菊石亚纲（Ammonoidea）和鞘形亚纲（Coleoidea）6个主要类群。不过，分支系统学的新进展对传统的划分方案提出挑战，头足类的分类系统仍在不断修订完善之中。

头足类全部海生，包括了人们熟悉的乌贼、鹦鹉螺、章鱼等。始见于寒武纪，现生仍有极少数孑遗分子。部分头足类（如菊石）化石丰富，如奥陶纪时的鹦鹉螺类、三叠纪的菊石类，都是相关地层划分与对比的重要标准化石。