Todos os animais são classificados por um sistema de classificação de sete partes. Que tipo de animal um polvo é depende do nível taxonômico sendo discutido. O nível mais amplo é o reino, seguido de filo, classe, ordem, família, gênero e espécie. Todos os polvos pertencem à ordem Octopoda. Octopoda é parte da classe Cephalopoda, o que significa que os polvos são cefalópodes. Cephalopoda faz parte do filo Mollusca, o que significa que os polvos também são moluscos.
Classe: Cefalópodes
Polvos são cefalópodes. Cefalópodes são caracterizadas por múltiplos braços ou tentáculos, cabeças grandes e corpos simétricos. Todos os cefalópodes vivem em água salgada. Eles são divididos em duas subclasses. Polvos, juntamente com lulas e chocos, pertencem a Coleoidea, o cefalópode de corpo mole. Cefalópodes pertencentes à outra subclasse, Nautiloidea, têm conchas.
Filo: Mollusca
Polvos são moluscos, uma classificação que inclui gastrópodes, como caracóis e lesmas, bivalves, como mariscos e ostras, e várias outras classes distintas. Moluscos compõem mais de 23 por cento dos organismos marinhos classificados, mais do que qualquer outro filo, e também são encontrados em terra e em água doce. Muitos moluscos têm conchas externas, mas outros, incluindo polvos, não.
invertebrado
Mesmo de forma mais ampla, os polvos são invertebrados. Esta classificação inclui todas as espécies animais com excepção dos pertencentes ao subfilo Vertebrados, que inclui peixes, mamíferos, répteis, aves e anfíbios. Invertebrados são caracterizados pela sua falta de uma espinha dorsal.
protostomes
Polvos são protostomes. Esta classificação é baseada em grande parte no desenvolvimento embrionário. Todos os animais bilateralmente simétricos são divididos em dois grupos: protostomes e deuterostomes. No início do desenvolvimento, um dente ou depressão chamado de formas blastopore no embrião. Em deuterostômios, que inclui todos os vertebrados, este dente eventualmente forma no ânus. Em protostomes como polvos, o blastopore forma na boca.