โดยที่สารพิษของหมึกสายวงน้ำเงินนั้น เรียกว่า เตโตรโดท็อกซิน (tetrodotoxin) เป็นพิษชนิดเดียวกับที่พบในปลาปักเป้า[2] พิษชนิดนี้ออกฤทธิ์ต่อระบบประสาท โดยจะเข้าไปขัดขวางการสั่งงานของสมองที่จะไปยังกล้ามเนื้อที่อยู่ใต้อำนาจจิต คนที่ถูกพิษจะมีอาการคล้ายเป็นอัมพาต หายใจไม่ออกเนื่องจากกล้ามเนื้อกะบังลมและหน้าอกไม่ทำงาน ทำให้ไม่สามารถนำอากาศเข้าสู่ปอดได้ เป็นสาเหตุให้เสียชีวิต การปฐมพยาบาลต้องหาวิธีนำอากาศเข้าสู่ปอด เช่น เป่าปาก เป็นต้น จากนั้นต้องรีบนำส่งแพทย์โดยด่วน เพื่อใช้เครื่องช่วยหายใจ ถ้าช่วยชีวิตเป็นผล ผู้ป่วยจะฟื้นเป็นปกติภายใน 24 ชั่วโมง เว้นแต่ว่าจะขาดอากาศนานเกินไปจนสมองตาย

ต้นกำเนิดของพิษในน้ำลายของหมึกสายวงน้ำเงินเกิดจากผลผลิตของแบคทีเรียที่อาศัยอยู่ในต่อมน้ำลายของมัน[3] แบคทีเรียดังกล่าวประกอบด้วย Bacillus และ Pseudomonas พิษเตโตรโดท็อกซินและแบคทีเรียยังพบได้ในไข่ของหมึก สันนิษฐานว่าเป็นกระบวนการส่งถ่ายความสามารถในการสร้างพิษจากแม่หมึกไปยังลูก โดยพบได้ตั้งแต่แรกเกิดเลยด้วยซ้ำ