De show dankt zijn naam aan zijn hoofdpersonage, SpongeBob SquarePants, die in een ananas onder de zee woont (zoals te horen is in het themalied waarmee elke aflevering begint). SpongeBob (wiens stem wordt vertolkt door Tom Kenny) is een zeespons, maar hij lijkt meer op een keukenspons die wordt gebruikt om de afwas te doen. Zijn beste vriend is een zeester genaamd Patrick Star. Zijn chagrijnige buurman is een octopus genaamd Squidward Tentacles.
SpongeBob en Squidward werken als werknemers in een restaurant genaamd de Krusty Krab in de onderwaterstad Bikini Bottom. De Krusty Krab, dat wordt gerund door een hebzuchtige krab genaamd Mr. Krabs, is beroemd om zijn Krabby Patty hamburgers. Het recept voor Krabby Patties is topgeheim. De eigenaars van een concurrerend restaurant genaamd de Chum Bucket, Plankton en Karen, proberen vaak het recept te stelen.
- SpongeBob SquarePants is de hoofdpersoon en een zeespons die in een ananas onder de zee woont. Hij is een frituurkok in de Krusty Krab. Hij is erg vrolijk en ergert zich soms aan zijn egoïstische buurman, Squidward. Zijn favoriete bezigheden zijn kwallen vissen en bellen blazen.
- Patrick Star is een zeester en de beste vriend van SpongeBob die onder een rots woont. Patrick is maf en dom, maar heeft een leuk karakter en eet veel. Hij is werkloos, maar heeft al op verschillende plaatsen gewerkt.
- Squidward Tentacles is een octopus en de buurman van SpongeBob. Hij speelt klarinet en is daar niet goed in, ook al denkt hij van wel. Hij werkt bij de Krusty Krab als kassier. Hij zegt dat hij SpongeBob niet mag, maar SpongeBob denkt dat ze vrienden zijn. Squidward is niet vriendelijk en denkt dat hij beter is dan bijna iedereen. Hij wordt ingesproken door Rodger Bumpass.
- Mr. Krabs is een krab die de eigenaar is van het Krusty Krab restaurant en de baas van SpongeBob en Squidward. Hij is een alleenstaande vader met één dochter, een walvis genaamd Pearl. Hij en Pearl wonen in een groot anker. Hij is erg hebzuchtig en houdt van geld. Hij wil nooit veel van zijn geld uitgeven, en speelt soms vals om er meer van te maken. Hij wordt ingesproken door Clancy Brown.
- Sheldon J. Plankton is een kwaadaardige groene plankton. Hij is een slecht genie en de rivaal van Mr. Krabs. Zijn doel is om het geheime recept voor Krabby Patties te stelen. Hij runt een restaurant genaamd de Chum Bucket met de hulp van zijn pratende computer vrouw genaamd Karen. De Chum Bucket is erg impopulair en ze krijgen nooit klanten. Hij wordt ingesproken door Mr. Lawrence.
- Karen Plankton is een pratende computer die Plankton's helper, hulpje en vrouw is. Zij geeft hem zijn kwade plannen om het Krabby Patty recept te stelen. Ze woont in het laboratorium van de Chum Bucket, dat van buitenaf wordt aangeduid als de "keuken". Karen heeft geen gezicht, maar haar scherm toont een golvende groene lijn die beweegt als ze praat. Ze wordt ingesproken door Jill Talley.
- Sandy Cheeks is een eekhoorn uit de staat Texas. Ze woont in een glazen huis, een Treedome genaamd, dat haar onder water laat ademen. Als ze buiten de koepel is, draagt ze een ruimtepak en een glazen helm als een vissenkom om haar hoofd, gevuld met frisse lucht. Ze is zeer atletisch en werkt als wetenschapper. Ze wordt ingesproken door Carolyn Lawrence.
- Mevrouw Puff is een kogelvis die SpongeBob's lerares is op de onderwaterrijschool, Mevrouw Puff's Vaarschool. Ze is oud, geduldig, en snel bang. Ze draagt een blauwe matrozenhoed en een gele pruik. SpongeBob wil heel graag slagen voor de lessen van Mrs. Puff, maar hij zakt altijd voor zijn rijexamen. Ze wordt ingesproken door Mary Jo Catlett.
- Pearl Krabs is een grote grijze walvis met blond haar die de dochter is van Mr. Krabs. Ze is zestien jaar oud en heeft een baantje in de Bikini Bottom Mall. Als ze groot is, zal Mr. Krabs zijn restaurant en zijn geld aan haar geven. Ze draagt meestal een roze cheerleading jurk. Ze wordt ingesproken door Lori Alan.
- Gary the Snail is SpongeBob's slak die bij hem woont in hun ananas huis. Hij miauwt en gedraagt zich als een kat. Hij kan niet praten, maar SpongeBob kan hem wel verstaan. Gary is meestal erg slim. Hij wordt ingesproken door Tom Kenny.