Диаметр раковины составляет порядка 15-23 сантиметров и разделяется на несколько десятков камер, которые с помощью особого длинного сифона соединены друг с другом последовательно. Передняя камера раковины служит моллюску домом, в то время как остальные играют роль балласта. Подобно поплавку, наутилус может нагнетать, либо откачивать из камер биологический газ, и, тем самым, осуществлять всплытие или погружение.
Тело наутилуса представляет собой голову и туловище. Нога, которая дополняет типичных облик всех моллюсков, претерпела достаточно сильное видоизменение, задней частью превратившись в воронку (трубка конической формы).
Такая нога-воронка имеет широкую подошву и ведет в мантийную полость, выполняя функцию движителя, благодаря которому моллюск плавает, либо медленно перемещается по дну.
Рот наутилуса увенчан щупальцами с достаточно мощными мускулами. В несколько рядов их покрывают чрезвычайно сильные присоски. Как выяснилось, щупальца всех головоногих является ни чем иным, как гомологами части ноги. В состоянии зародыша, щупальца располагаются на брюшной стороне тела позади рта, и в течение развития организма перемещаются вперед, окружая собой ротовое отверстие.
Наутилусы относятся к роду примитивных моллюсков, а значит число их щупалец может доходить до 90 штук. В то время как большинство головоногих обладает лишь 8-10 щупальцами. С помощью щупалец он захватывает пищу, или передвигается.
Наутилус покрыт особой мантией, которая в области спинной стороны срастается с его телом, а на стороне брюха прикрывает мантийную полость достаточно больших размеров. Широкая поперечная щель, которая находится между телом и мантией, служит для сообщения мантийной полости с окружающей средой. Сама стенка мантии чрезвычайно мускулиста.
Наутилусы — очень древние создания, которые очень мало изменились со времен палеозоя. Тонкая раковина у него очень хорошо развита. Обладая плоской симметрией, она закручена спирально на голове. Сифон (особый отросток) отходит от задней части тела. Он, минуя все перегородки камер, проходит к вершине раковины. С помощью сифона он может изменять давление в камерах своей раковины, что отражается на его плавучести.