Главным героем сериала является Губка Боб Квадратные Штаны, в русском дубляже чаще всего называемый Спанч Бобом Сквэр Пэнтсом. Он проживает в доме-ананасе, вместе с улиткой по кличке Гэри, которая по повадкам скорее напоминает домашнего кота. День рождения Губки Боба — 14 июля 1986 года. По соседству, под скалой обитает лучший друг Губки Боба — умственно отсталая весёлая морская звезда по имени Патрик Стар. Другой сосед Губки Боба — осьминог (с 6 щупальцами) Сквидвард, пытающийся играть на кларнете, который живёт в доме-статуе, который похож на статую с острова Пасхи и ненавидит обоих соседей за то, что те своими постоянными шутками и навязчивыми затеями не дают ему спокойной жизни. Губка Боб работает поваром в закусочной под названием Красти Крабс, управляемой помешанным на деньгах старым скрягой Мистером Юджином Крабсом.
Ещё одним важным героем сериала можно назвать ученого-исследователя белку-каратистку из Техаса Сэнди Чикс, из-за невозможности дышать под водой вынужденную постоянно носить водолазный скафандр. Сэнди поёт грустные песни Техасу на гитаре. Главным антагонистом героев традиционно выступает микроскопический Шелдон Планктон, который при первой возможности пытается похитить из ресторана Красти Крабс секретную формулу приготовления крабсбургера, но, как правило, неудачно. Кроме основных персонажей в сериале присутствуют некоторые эпизодические, в числе которых Лобстер Ларри, Старик Дженкинс, Миссис Крабс, Миссис Пафф, Летучий Голландец, Морской Супермен, Очкарик, Баблбазз, дочь мистера Крабса Перл, Нептун и др. Основное же население Бикини Боттом составляют всевозможные рыбы, выступающие чаще всего в качестве массовки. В основном, сюжетные линии строятся вокруг бесконечных попыток Планктона украсть формулу, безуспешных стараний Губки Боба получить права на вождение подводного катера, различных приключений Губки Боба и Патрика, в которые они попадают из-за своей глупости или наивности.
Почти в каждом начале какой-либо серии обстановку или содержание сюжета диктует рассказчик, который по легендам является пиратом. Пират это, пожалуй, единственный персонаж, который является (или являлся) человеком. С ним на плече всегда сидит его попугай Потти. Возможно, в начале заставки капитаном являлся именно он или его давний предок. Пират вечно попадает из-за своего друга попугая в передряги (создал робота-убийцу и чуть не убил пирата и своего хозяина), но вот появляется он не так часто как сам Губка Боб, его друзья, знакомые и прочие жители Бикини-Боттом.
У Губки-Боба есть родители, это тоже две губки (больше напоминающие печенье), также у Губки есть его бабушка (похожая на его родителей), которая его бережет и обращается с ним как с ребёнком. У Губки есть очень много родни, которая ему не нравится, либо он их вообще не знал.
