Mực ống tự bảo vệ mình bằng một số kỹ thuật và cơ chế sinh học để hòa nhập với môi trường xung quanh, chống lại các mối đe dọa đang đến và tự vệ trong trường hợp bị kẻ thù hoặc kẻ thù tấn công. Có khoảng 500 loài mực và tất cả đều xếp hạng cao về trí thông minh trong số các loài động vật không xương sống khác.
Tất cả mực ống đều sở hữu tế bào sắc tố được tìm thấy trên khắp cơ thể chúng. Những tế bào thay đổi màu sắc này cho phép mực tự ngụy trang với môi trường xung quanh. Kết hợp với cơ thể bóng mờ của chúng, với màu sáng ở mặt dưới và màu tối hơn ở mặt trên, mực ống có thể khiến chúng hầu như không nhìn thấy khi săn mồi và trốn tránh kẻ thù.
Một số loài mực ống sở hữu tế bào quang điện, là tế bào tạo ra ánh sáng trên cơ thể mực và được sử dụng để thu hút bạn tình, ngăn chặn những kẻ săn mồi, ngụy trang và dụ dỗ con mồi. Việc kích hoạt và tạo khuôn mẫu của các tế bào quang điện này được thực hiện thông qua một quá trình gọi là phát quang sinh học.
Sự bài tiết của mực là một cơ chế bảo vệ quan trọng khác mà mực sử dụng. Tiếp giáp với trực tràng của mực là túi mực mà loài vật này sử dụng để tiết mực nhằm gây nhầm lẫn hoặc làm mất phương hướng của những kẻ săn mồi và đối thủ.
Ngoài vai trò là cơ chế chính để bắt và bẫy con mồi, sự kết hợp của các mút và móc sắc có trên hai xúc tu và tám cánh tay của nhiều loài mực cũng có thể hoạt động như một cơ chế phòng vệ có khả năng gây chết người.
