Τα χταπόδια διαθέτουν έως και 15.500 εξειδικευμένα κύτταρα αλλαγής χρώματος ανά τετραγωνικό εκατοστό δέρματος.

Τα χρωματοφόρα αποτελούν τη βάση του συστήματος καμουφλάζ των κεφαλόποδων και η πυκνότητά τους είναι εντυπωσιακή. Σύμφωνα με έρευνες από το Εργαστήριο Θαλάσσιας Βιολογίας (MBL) στο Woods Hole, η πυκνότητα των 15.500 κυττάρων ανά τετραγωνικό εκατοστό επιτρέπει στα χταπόδια να δημιουργούν εικόνες με ανάλυση που συγκρίνεται με σύγχρονες οθόνες. Κάθε χρωματοφόρο συνδέεται απευθείας με το νευρικό σύστημα, γεγονός που επιτρέπει τον αστραπιαίο έλεγχο χωρίς την ανάγκη ορμονικών σημάτων.Εκτός από τα χρωματοφόρα, το δέρμα περιλαμβάνει ιριδοφόρα και λευκοφόρα κύτταρα. Τα ιριδοφόρα αντανακλούν το φως δημιουργώντας μεταλλικές αποχρώσεις, ενώ τα λευκοφόρα διαχέουν το φως για να παράγουν λευκό χρώμα. Αυτός ο συνδυασμός επιτρέπει στο χταπόδι να μιμείται όχι μόνο το χρώμα αλλά και τη φωτεινότητα του βυθού. Μελέτες του Roger Hanlon έχουν δείξει ότι τα χταπόδια μπορούν να αλλάξουν την εμφάνισή τους σε λιγότερο από 200 χιλιοστά του δευτερολέπτου.Επιπλέον, τα χταπόδια διαθέτουν δερματικές θηλές (papillae), οι οποίες είναι μικροσκοπικοί μύες που αλλάζουν την υφή του δέρματος. Αυτό τους επιτρέπει να γίνονται τραχιά σαν βράχοι ή λεία σαν άμμος. Αν και τα περισσότερα χταπόδια πιστεύεται ότι έχουν αχρωματοψία, το δέρμα τους περιέχει οψίνες, τις ίδιες φωτοευαίσθητες πρωτεΐνες που βρίσκονται στα μάτια. Αυτό υποδηλώνει ότι το δέρμα τους μπορεί να «βλέπει» και να αντιδρά στο φως ανεξάρτητα από τον εγκέφαλο.