Mürekkepbalığı, Kafadanbacaklılar (Cephalopoda) sınıfının, Onkollular (Decapodiformes) grubundan denizlerde yaşayan bir yumuşakçadır. Ağız bölgesinden çıkan 10 adet kolları vardır. İki kolu diğerlerinden daha uzundur. Dinlenme halinde içe çekilmiş olan bu kollarını avlarını yakalamak veya korunmak amacıyla ileri doğru fırlatırlar. Kollarının iç yüzeylerinde çok sayıda vantuz (emeç) bulunur. Vantuzların içleri dişli boynuzsu yapılarla bezenmiştir. Ilıman ve sıcak denizlerin kıyı sularında bol rastlanırlar. Boyları 17 cm ile 17 metre arasında değişen türleri vardır. Çoğu 50–60 cm arasındadır. Türkiye’de Akdeniz kıyılarında avlanırlar. Yırtıcı hayvanlardır. Balık, karides, yengeç ve diğer yumuşakçalarla beslenirler. Bazen balık sürülerine dalar veya ufak mürekkepbalığı kolonilerini takip edip karınlarını doyururlar. Mürekkepbalığı, avına arkasından yaklaşıp omuriliğini ısırarak kopartır ve felç etmek suretiyle öldürür. Bazen her avdan sadece bir ısırık alıp dinlenmeye çekilir. Vantuzlu dokunaçlarıyla avlarını yakalar, kollarıyla da ağza götürürler.
Mürekkepbalıkları olağanüstü bir beyin, heyecan hissi, hassas bir koku alma duyusu, oburluğa varan bir tat alma duyusu ve çok hassas gözlere sahiptir. İri gözlerinde 70 milyon görme hücresi vardır. Görüş alanları 360 dereceyi bulur. Arkalarını da rahatça görebilirler. Karanlık sularda koku alma duyusuyla avlarını tespit ederler. Sinir sistemleri tarafından kontrol edilen ve kromotofor denen renk değiştirme hücreleriyle her ortama kamufle olurlar. Pusuya yattıklarında kuma gömülerek kendilerini gizlerler.
Yanlarından bir av geçtiği zaman, uzun iki dokunacını ileri fırlatarak vantuzlu uçlarıyla avını yakalar, diğer kollarıyla da ağızlarına götürürler. Ağızlarında papağan gagasına benzeyen güçlü öğütücüleriyle bir yengeç kabuğunu veya balık kafasını rahatça öğütürler. Büyük bir mürekkepbalığı, sert ve sağlam gagasıyla kalın çelik telleri bile ısırıp koparabilir. Tükürüğü bazı hayvanlar için öldürücü zehir tesiri yapar.
Mürekkep balığı saldırıya uğradığı zaman, mürekkep kesesinden suda dağılmayan ve ana hatlarıyla mürekkepbalığının vücut şeklini andıran koyu renkli bir sıvı püskürtür. Aynı zamanda mürekkepbalığının rengi açık bir hal alır. Böylece hayvanın püskürttüğü ve kendi şeklini alan mürekkep bulutu kendisinden daha fazla görünerek hasmını aldatır. O sırada da kendisi jet sistemiyle hızla oradan kaçar.
Mürekkepbalıkları bazen de suda hızla yayılan ve hiçbir şey görünemeyecek şekilde bir duman bulutu oluşturan bir çeşit mürekkep fışkırtırlar. Askeri tabirle, kendileriyle hasımları arasında bir sis perdesi oluştururlar. Saldırgan bu durumda hiçbir şey göremez. Aynı zamanda koku duyusunda da kısmi bir felç olur.
Mürekkep balığı bu kargaşada hızla oradan uzaklaşır. Mürekkep kesesi bazı türlerde, içleri ışık verici bakterilerle dolu keseciklerle beraber çalışır. Böyle olanlarında dışarı püskürtülen mürekkep bir ışık patlaması gibi olacağından hasmının gözü kamaşır. En büyük düşmanları kedibalığı, köpekbalığı, foklar ve balinalardır.
En küçük yetişkin mürekkepbalığının boyu 1 cm kadardır. Şimdiye kadar ölçülmüş en büyük mürekkep balığı ise 1888 yılında Yeni Zelanda’da karaya vurmuş olan 19 metre uzunlukta bulunan ve ağırlığı 1 tonu aşan mürekkepbalığıdır.
Mürekkepbalıklarının mürekkepleri yüzyıllarca sanatkârlar tarafından yazı ve çizimde kullanılmıştır.