เราจะรู้จักซากดึกดำบรรพ์ของนอติลอยด์ได้มากน้อยเพียงใดจะขึ้นอยู่กับว่าเราได้รู้จักนอติลอยด์ปัจจุบันมากน้อยเพียงใดด้วย อย่างเช่นหอยงวงช้างแชมเบอร์ (chambered nautilus) ที่พบทางด้านตะวันตกเฉียงใต้ของมหาสมุทรแปซิฟิกจากหมู่เกาะซามัวไปจนถึงฟิลิปปินส์และในมหาสมุทรอินเดียนอกชายฝั่งออสเตรเลีย โดยปรกติแล้วเราจะไม่พบหอยงวงช้างในน้ำที่มีความลึกน้อยกว่า 100 เมตร แต่จะพบได้ที่ระดับความลึกระหว่าง 500 ถึง 700 เมตรทีเดียว

หอยงวงช้างเป็นสัตว์ที่ว่ายน้ำได้อย่างอิสระที่ประกอบด้วยส่วนหัวที่มีตาสองดวงโดยเป็นตาที่ปราศจากเลนส์ตาและมีหนวด หอยงวงช้างมีเปลือกกระดองเป็นผิวเรียบมีห้องลำตัวขนาดใหญ่ที่ถูกแบ่งออกเป็นห้องๆที่บรรจุก๊าซเฉื่อย (คล้ายอากาศแต่ประกอบด้วยก๊าซไนโตรเจนเป็นส่วนใหญ่และมีออกซิเจนในปริมาณน้อย) ที่ทำให้หอยงวงช้างสามารถลอยตัวอยู่ในน้ำได้ หอยงวงช้างมีหนวดได้มากถึง 90 เส้นเรียงเป็นแถววงกลมสองแถวโดยรอบปากของมัน หอยงวงช้างมีขากรรไกรที่มีลักษณะคล้ายจะงอย เป็นนักล่า โดยหลักๆแล้วเหยื่อจะเป็นพวกครัสตาเชียน

เปลือกกระดองของหอยงวงช้างที่ว่างเปล่าอาจถูกพัดพาไปได้เป็นระยะทางไกล เคยได้รับรายงานว่ามีการค้นพบเปลือกกระดองในญี่ปุ่น อินเดีย และแอฟริกาด้วย อย่างไม่ต้องสงสัยว่านี้สามารถนำไปอธิบายถึงเปลือกกระดองของซากดึกดำบรรพ์นอติลอยด์ได้ที่ว่าเมื่อหอยตายลงแล้วก๊าซที่อยู่ภายในห้องด้านในจะยังคงทำให้เปลือกหอยลอยตัวอยู่สักระยะเวลาหนึ่ง ดังนั้นเปลือกหอยเปล่าๆหลังจากที่หอยตายไปแล้วจะสามารถถูกพัดพาไปจากตำแหน่งที่มันอาศัยอยู่ด้วยระยะทางหนึ่ง แล้วท้ายสุดก็จะจมลงสู่พื้นท้องทะเล

หอยงวงช้างขับเคลื่อนตัวเองด้วยการพ่นน้ำออกจากท่อยาวๆที่เรียกว่าไฮโปโนมที่สามารถชี้ออกไปในทิศทางต่างๆเพื่อควบคุมทิศทางการเคลื่อนที่ได้ หอยงวงช้างไม่มีถุงหมึกเหมือนอย่างที่พบในเบเลมไนต์และในเซฟาโลพอดอื่นๆบางชนิด และก็ไม่มีหลักฐานที่จะบ่งชี้ว่านอติลอยด์ชนิดที่สูญพันธุ์ไปแล้วจะมีถุงหมึกด้วยหรือเปล่า หอยงวงช้างในปัจจุบันไม่มีแผ่นปิดช่องเปิดเปลือกกระดองเหมือนกับในแอมโมไนต์ที่สูญพันธุ์ไปแล้วและก็ไม่พบในนอติลอยด์ที่สูญพันธุ์ไปแล้วด้วย

สีสันของเปลือกกระดองของหอยงวงช้างปัจจุบันมีความโดดเด่นชัดเจนทีเดียว และแม้ว่าจะเป็นสิ่งยากแต่ก็รายงานการค้นพบลวดลายสีสันบนเปลือกกระดองของซากดึกดำบรรพ์นอติลอยด์ด้วย ปรกติจะพบรูปแบบสีสันบนด้านหลังของเปลือกกระดองเท่านั้นซึ่งเข้าใจได้ได้ว่าหอยมีการว่ายน้ำไปในทิศทางในแนวระนาบ