ダイオウイカは、地球上で最大の無脊椎動物であるということ以外、詳しい生態はほとんど分かっていない。これまでに発見された最大のダイオウイカは、体長が17.5メートル、体重が約1トンだった。ダイオウイカについては不明な点が多く、その生息地ははっきり分かっていないが、これまでに世界中の海洋で死骸が発見されている。
ダイオウイカは人の手の届かない深海に生息することから、研究が非常に難しい。科学者が把握している情報のほとんどが、浜辺に流れ着いたり魚網にかかったりした死骸から判明したものだ。しかし、2004年に、日本の研究者が初めて生きたダイオウイカの撮影に成功したのに続いて、2006年の終わりには、日本国立科学博物館の研究者が、体長7メートルのメスのダイオウイカを捕獲した。
ダイオウイカは、その近縁種であるダイオウホオズキイカと同じように、直径25センチにもなる生物界で最大の目を持つ。この巨大な目により、無光の深海でも物体を感知することができる。体の大きさのわりには小さいヒレを使って泳ぐ。外套膜（がいとうまく）に水を取り込んで勢いよく噴き出し、漏斗状の器官を推進装置のように使って泳ぐ。
ほかのイカと同様に、ダイオウイカも8本の腕と2つの長い触腕を持っている。これにより獲物をクチバシ状の口に運ぶ。魚やエビ、ほかのイカを食べるようだが、小型のクジラを襲って食べるという説もある。
