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关于动物是否会感到疼痛这个问题，可以追溯到17世纪的法国哲学家笛卡儿，他坚信动物不会感到疼痛。他认为动物缺乏意识，因此无法感觉到疼痛。但是，随着我们对鱼类生理机能的不断了解，人们越来越清楚地认识到，鱼类对疼痛的反应可能与人类相似。当鱼类受到身体上的伤害时，它们的身体会做出类似人类的反应，其行为也是如此。20世纪90年代末，人们甚至发现鱼的皮肤中有痛觉感受器，它会在受伤时向大脑传递信息。
所以，鱼的身体会对疼痛做出反应，其大脑也知道疼，但是鱼自己是否知道自己在疼痛，则又是另一回事了。一些科学家支持捕鱼，他们认为，我们大脑中高度发达的新皮层让我们有疼痛感和其他有意识的情感与感觉。但是鱼的大脑中没有新皮层，因此如果它能感受到疼痛，那一定是以一种不同于人类的方式体验到的。所以要回答这个问题，我们需要知道作为一条鱼的感觉，这可能比知道作为一只蝙蝠的感觉还要难。
在已知的生物中，几乎没有什么比鹦鹉螺更神秘的了，鹦鹉螺是章鱼的近亲，有许多触手和一个螺旋形外壳。根据化石记录判断，这种古老的海洋生物在过去的5亿年里几乎没有什么变化。它们生活在水下300米处，会游到水下100米深的地方觅食，每月差不多只需要觅食一次。鹦鹉螺通过类似喷射推进器的方式向前游动，它将水吸入体内，在高压下把水排出。它们的眼睛几近失明，只能通过气味或其他化学信号来定位食物并寻找潜在的配偶。人们发现，有些鹦鹉螺的卵所附着的岩石处在觅食处的海底深度，但这是否是它们正常的产卵地方尚不清楚。跟海洋深处的其他东西一样，鹦鹉螺身上谜团重重。我们不知道它们的寿命长短，也不知道它们孵化后需要多长时间才能达到性成熟。没有人追踪到野生鹦鹉螺从出生到死亡的全过程。我们甚至不知道海洋中有多少只鹦鹉螺，也不知道是否应将它们列为濒危物种。知道它们在哪里产卵将是一个非常有用的起点，我们可以借此进一步了解这些难以捉摸的生物。
鉴于人类对海洋的认知有限，鹦鹉螺的神秘度在海洋生物里只能排到第二，在某种程度上要落后于大王乌贼。在古代，亚里士多德和老普林尼均在书中提到过这种生物，但科学界直到18世纪晚期才完全认可它们的存在。从那以后，科学家发现了大约600个标本，但发现时这些标本几乎全部死亡。其中许多是被冲上岸的，有一些漂浮在海洋里，还有一些是在抹香鲸的胃中发现的。
第一次拍摄到这种活体大王乌贼是在2001年，而第一次在深海中拍摄到则是在2004年。偶尔捕获一只活的大王乌贼时，它们也不能存活下来。我们不知道大王乌贼有多少种，最多甚至可能有20种。我们也不知道它们是如何交配的，到底能长到多大。从捕获的标本和它们的尸体来看，体长很少有超过5米的，尽管目击者（可能言过其实）称包括触须在内，其体长可达20米。我们不知道它们可以活多久、它们生活在哪里。但人们已经在大西洋、太平洋和南大洋中发现过它们。
而体型更大、同样神秘的大王酸浆鱿则只在南大洋被发现过。迄今为止，人类发现的大王酸浆鱿的标本不足10个，其中有些是活的，有些则是死的。对大王酸浆鱿体型大小的估计主要是基于在鲸胃中发现的触须和喙。但最近发现了一具大王酸浆鱿尸体，它眼睛的直径为27厘米，这是迄今为止在动物身上发现的最大的眼睛。如果它还活着的话，身体可能更大，最长（包括触须）可能达12—14米。
想象一下独角兽和鲸杂交后的产物，你就得到了一角鲸，或者至少是只雄性一角鲸，因为只有雄性一角鲸拥有长而直的獠牙，长牙从它的左上颚以左旋状生长出来。雌性的牙可能稍短一些。在极少数情况下，一角鲸会长出两根长牙，但是当它们长出两根长牙时，长牙会朝着同一个方向螺旋生长。
达尔文对一角鲸的长牙颇感兴趣，因为它似乎没什么用处。很少有人看到一角鲸用它来打架、凿破冰层，或者用长牙来觅食。达尔文和其他人给出的唯一的解释就是，长牙是第二性征。雌性一角鲸是否会追求有长牙的雄性一角鲸尚未得到证实，但科学家观察到雄性一角鲸在一项叫作“磨牙”的活动中会与其他一角鲸摩擦自己的长牙，这被认为是建立和维持统治地位的仪式。
为什么单头鲸或者整群鲸，会在海滩上搁浅死亡，这是动物界的一大谜题。每年大约有2000头鲸会发生这种情况，尽管有各种各样的解释，但依然没有确定的结论。这里给出部分解释：
● 当一头生病或受伤的鲸游进浅水区时，成群的鲸不愿意丢下它，就跟着游到了浅水区。当海水退潮后，它们就都被困住了。
● 它们的导航系统受到海军声呐、天气条件、地球磁场变化或者疾病的干扰。
● 海底地震活动产生的洋流导致鲸迷路。
2000年，巴哈马群岛数种鲸搁浅，美国海军承认对可能导致这一事件的超强水下声呐负有责任，但还有许多类似的搁浅现象与已知的声呐活动无关。
箱型水母是非常活跃、敏捷的游泳健将，非常擅长避开海底的障碍物。这也许不足为奇，因为它们有24只眼睛，可分为4种不同的类型，2007年的一项研究显示，其中一种是低晶状体眼，专门负责避开障碍物。
水母通过物体与周围环境的视觉对比来探测植物或潜在障碍物。但问题在于，视觉上的对比是根据亮度还是根据颜色呢？结果发现，水母对障碍物的反应只取决于障碍物的亮度。研究人员表示：这与我们的其他数据相吻合，这些数据有力证明了水母其实是色盲。
通过测量大脑尺寸，人们认为海豚是一种高智商的动物。当然，大型动物的大脑往往比小型动物更大，因此人们认为重要的是“脑指数”，即相同重量的动物实际大脑大小与预测大脑大小的比例。猫的脑指数是1，兔子和老鼠是0.4，黑猩猩是2.2—2.5。人类的脑指数最高，约为7.5，而宽吻海豚的脑指数为5.6。
这似乎证明了海豚是相当聪明的，但在2006年，南非威特沃特斯兰德大学的研究员保罗·马尼基提出了另一种假设：海豚大部分的大脑并非用于思考，而是用于调节体温。毕竟，海豚是生活在冷水中的温血动物，而海水越深，温度越低。因此保持体温就至关重要，海豚的大脑与其说是一个思考的器官，不如说是一种美化了的恒温器。
2010年初，美国的科学家宣称，鉴于海豚的智力水平，应将其视为“非人类”。它们基于大脑大小的论点，不如行为证据更有说服力。毕竟海豚已被观察到做出了一些非常聪明的举动，比如在镜子中认出自己，用海绵捂住鼻子防止自己被带刺的鱼扎伤，并把从人类那里学到的技巧教给其他海豚。所有这些行为一度被认为只有大猩猩才可以做到。
多年来，人们已经知道龙虾可以靠气味认出彼此。龙虾发动攻击性时往往会排尿，当两只龙虾打斗，彼此会记住对方尿液的味道。如果两只龙虾再次相遇，输了的那只会避免与击败它的龙虾再次发生争执，但赢了的那只龙虾则希望再战一场。龙虾的视力很差，而且打斗往往发生在漆黑的海洋深处，所以是嗅觉而不是视觉占主导地位也就不足为奇了。但最近人们提出了龙虾是否能认出彼此面孔的问题。
意大利佛罗伦萨大学的研究人员为了回答这个问题，从当地鱼市买来98只龙虾并将其放在同一个鱼缸中，该鱼缸由各种分隔板隔开。这些隔板分别是不透明的、透明的、有孔的（允许气味散发）与无孔的。结果显示，当龙虾能看到彼此时，它们会猛烈地撞击隔板，但当它们看不到对方时，无论是否能闻到其他龙虾的气味，它们几乎一动不动。当隔板被移除后，之前看到过彼此的龙虾就开始打架或主动避开对方，而其他没看到过彼此的龙虾则更倾向于观察对方。
实验得出的结论是，龙虾可以通过视觉识别出周围是否有其他龙虾，但它们是否能仅凭视觉就认出之前见过的一只特定的龙虾仍有待观察研究。