Flottabilité et mouvement
Pour nager, le nautile aspire de l'eau dans et hors de la chambre d'habitation et utilise la propulsion par jet. Lorsque l'eau se trouve à l'intérieur de la chambre, le siphon en extrait le sel et le diffuse dans le sang. Lorsque l'eau est pompée, l'animal ajuste sa flottabilité avec le gaz contenu dans la chambre. La flottabilité peut être contrôlée par le pompage de gaz et de fluide dans ou hors des chambres à l'aide du siphoncule. Le contrôle de la flottabilité de cette manière limite le nautile ; il ne peut pas fonctionner sous une pression extrême.
Dans la nature, le nautile vit généralement à des profondeurs d'environ 300 m, et monte jusqu'à environ 100 m la nuit pour se nourrir, s'accoupler et pondre ses œufs. La coquille du nautile ne peut pas supporter des profondeurs supérieures à environ 800 m.
Régime alimentaire et système sensoriel
Les nautiles sont des prédateurs et se nourrissent principalement de crevettes, de petits poissons et de crustacés, qui sont capturés par les tentacules. Cependant, en raison du peu d'énergie qu'ils consacrent à la nage, ils n'ont besoin de se nourrir qu'une fois par mois. Contrairement aux autres céphalopodes, ils n'ont pas une bonne vision ; leur structure oculaire est très développée mais il lui manque une lentille solide. Ils possèdent une simple lentille en forme de "trou d'épingle" à travers laquelle l'eau peut passer. Au lieu de la vision, l'animal utiliserait l'olfaction comme principal moyen sensoriel pour rechercher, localiser ou identifier des compagnons potentiels.
Évolution
Les fossiles indiquent que les nautiloïdes n'ont pas beaucoup changé (au moins dans leur forme corporelle) depuis 500 millions d'années. Les nautiloïdes étaient beaucoup plus communs et variés il y a 200 millions d'années. Beaucoup des premiers étaient à coquille droite, comme dans le genre éteint Lituites. Ils se sont développés au Cambrien et sont devenus un important prédateur marin à l'époque ordovicienne. Certaines espèces atteignaient une taille supérieure à 2,5 mètres. L'autre sous-classe de céphalopodes, Coleoidea, a divergé des Nautilidae il y a longtemps et le nautile est resté relativement inchangé depuis. Les ammonites, qui ont été très importantes pendant des millions d'années, font partie des parents disparus du nautile. Les autres groupes étaient les baculites et les goniatites.
Reproduction et durée de vie
Les nautiles sont sexuellement dimorphiques et se reproduisent en pondant des œufs. Fixés sur des rochers en eaux peu profondes, les œufs mettent douze mois à se développer avant d'éclore à une longueur d'environ 30 mm. Les femelles fraient une fois par an et régénèrent leurs gonades, ce qui fait des nautiles les seuls céphalopodes à répéter la reproduction. La durée de vie des nautiles est d'environ 20 ans, ce qui est exceptionnellement long pour un céphalopode.
Distribution
Les nautiles se trouvent uniquement dans les océans Indien et Pacifique tropicaux, de 30° de latitude nord à 30° de latitude sud et de 90° à 185° de longitude ouest. Ils vivent sur les pentes profondes des récifs coralliens.