形态特征
海綿是世界上結構最簡單的多細胞動物。說它簡單，是因為它既沒有頭，也沒有尾，沒有軀幹和四肢，更沒有神經和器官。海綿細胞的主要成分是碳酸鈣或碳酸矽以及大量的膠原質。
海流強的水域，海綿的高度普遍不到2.5厘米，而且海綿的表面形成許多流線型的紋路，這種進化可以避免被海浪和海流折斷。有的海綿喜歡穴居，海綿在鮑魚和牡蛎的殼上到處鑽洞，然後在它們的殼上寄居下來。海綿的體型多種多樣，小的不過幾克，大的卻有45公斤，最大的海綿跨度有4.2米長。海綿的顔色同樣是豐富多彩。
海綿群體的外形變化很大，單體一般作角錐形、盤形、高腳杯形、球形等。大小變化由數毫米到2m之間。多數具有鈣質、矽質或角質骨骼。海綿動物的骨骼有骨針（海綿針）、海綿絲（骨絲）和非骨針型的礦物質三種。骨針成分為鈣質（方解石、文石）或矽質（蛋白石）。骨針按大小可分為大骨針和小骨針。海綿絲的成分是角質的有機化合物，呈絲狀，分枝或交接在一起。海綿絲易腐爛，不易形成化石。
海綿動物的形狀千姿百态，有片狀、塊狀、圓球狀、扇狀、管狀、瓶狀、壺狀、樹枝狀，姿态萬般。
結構特征
海綿沒有嘴，沒有消化腔，也沒有中樞神經系統，是一個最原始的動物。布滿全身的小孔内長着許多鞭毛和一個篩子狀的環狀物，可用鞭的擺動收進海水，海水帶進氧氣、細菌、微小藻類和其它有機碎屑，再經環狀物過濾，最後變為海綿維計生存的養料。
海綿不具備執行各種機能的器官。其最重要的結構是水管系，主要由入水孔、領細胞和出水口組成。根據領細胞的排列方式和水管的發育程度，水溝系從簡單到複雜，可分成單溝型、雙溝型和複溝型3個基本型。
海綿無明顯的組織，體表和内腔各有一層細胞，中間為中膠層。單溝系海綿的内層，由領細胞構成，領細胞的主要功能是引起水流，并捕捉食物粒。中膠層中的原細胞，又稱變形細胞，能把領細胞攝取的食物送到身體各部，又能演變為多種細胞，在再生中起作用，必要時可生成雌、雄生殖細胞。
海綿的顔色主要是體内有不同種類的海藻共生，才使它們呈現不同的色彩。管狀海綿的樣子很象豎立的煙囪，所以又稱為煙囪海綿。管狀海綿的身體裡有很多小孔。水不斷地從小孔中流過，其中的營養物質就被管狀海綿吸收了。同時，管狀海綿産生的廢物也會随着海水流走。海水從遍布海綿全身的小孔流入海綿的體内。每個小孔都通向一個小房間，叫做濾室。所有的濾室都通向一個腔，這個腔叫做孔前腔。腔的上端是一個很大的出水孔。海綿的小孔作為氧氣進入的通道既起到呼吸作用，又能攝取水中的營養物質，并且排洩廢物，還能排出精子和卵子，完成生殖功能。
淡水海綿的芽球外有保護膜，并有骨針加固。環境好轉時，原細胞自小孔逸出，分化成不同的細胞而長成新個體。其他無性生殖如形成生殖根或個體斷裂。小的海綿約可活一年，大的壽命較長。海綿再生能力極強，不隻能恢複受損或失去的部分，而且能從碎片甚至單個細胞形成一個新成體。在環境不利時，海綿成為小碎片，由扁平細胞外包一團原細胞構成，條件好轉時，再長成海綿。由于海綿沒有中央調節器官（腦），體内細胞又能遷移，所以很難區分個體和群體，認為被一共同的外胚層包着的就是一個個體。
生活習性
海綿雖然屬于動物，但是并不能自己行走，隻能附着固定在海底的礁石上，從流過身邊的海水中獲取食物。多數海綿生活在堅硬岩石的底質上。
海綿動物的捕食方法是用一種濾食方式，單體海綿的體壁上的每一個小孔都是一張“嘴巴”。海綿動物通過不斷振動體壁的鞭毛，使含有食餌的海水不斷從這些小孔滲入腔内。在内壁有無數的領鞭毛細胞，由基部向頂端螺旋式地波動，從而産生同一方向的引力。當海水從體壁滲入時，水中的營養物質便被領鞭毛細胞捕捉後吞噬。經過消化吸收，從出水口排出不消化的物質。
海綿動物鞭毛的擺動需要耗能，對于營固着生活的海綿動物，從食物中獲得的化學能來之不易。所以海綿動物總是生活在有海流經過的海底，在千百萬年的進化過程中，完善了一套利用天然流體流動能的本領，從而節約了食物的化學能。
多孔動物的共生物中最重要的是單細胞或多細胞藻類。海綿給藻類提供保護和代謝廢物，而藻類供給海綿氧氣，藻死亡後也可作為海綿的食物。
繁殖方式
海綿的生殖有無性生殖和有性生殖兩種。
無性生殖
無性生殖是以出芽生殖為主，多發生在海産種類中。出芽時親本的變形細胞，一些原細胞由中膠層遷移到母體的頂端表面聚集成團，然後發育成小的芽體，随後脫落到底部發育成新海綿，或與母體相連形成群體。淡水海綿及少數海産種類在一定條件下可以形成芽球（gemmule），也被認為是一種無性生殖，個體中的原細胞攝食了大量的物質之後聚集成團，外面包圍一層造骨細胞。
在原細胞團之外自行分泌一層保護膜，其成分類似于海綿絲，以保護内部的芽球細胞，之後造骨細胞分泌一層雙盤狀或針狀的骨針，使芽球具有很強的抵抗惡劣環境的能力。一個海綿動物可以形成許多的芽球。以後當外界條件适當時，芽球内的細胞通過微孔（micropyle）釋放出來，再形成一個新個體。
有性生殖
海綿動物均能行有性生殖。大多數種類為雌雄同體，但精子與卵常不在同一時期成熟。少數種類為雌雄異體。生殖細胞由中膠層中的原細胞形成，有時領細胞也可以失去鞭毛及原生質領而變成精原細胞，再分裂形成精子。精子成熟後随水流排出體外，并随水流進入其他個體的鞭毛室，再進入領細胞。這時領細胞失去領及鞭毛，攜帶着精子到中膠層與卵融合而成受精卵。
大多數海綿動物的受精卵是在體内發育。一些海綿動物的胚胎發育由于胚層的逆轉而有很大的特殊性，不同綱的海綿胚胎發育過程也不盡相同，這主要表現在海綿動物可以形成兩種不同類型的幼蟲。在鈣質海綿中，形成中空的兩囊幼蟲，在尋常海綿綱中形成實心的實胚幼蟲。
物種分布
海綿除普通海綿綱中少數類型屬淡水海綿外，多數是海生動物，營底栖固着生活。現代石海綿和鈣質海綿多分布于淺海地帶，玻璃海綿可栖居在深達6000m的深海中。化石海綿也大體要求6000m的水深。
物種分類
海綿動物多為群體，單體較少。海綿為多孔動物門生物的統稱，包括了普通海綿綱（Demospongea）、玻璃海綿綱（Hyalospongea）、鈣質海綿綱（Calcispongea）、硬海綿綱（Sclerospongea）四大綱。
海綿動物的體壁内長着具有支持作用的針狀骨骼——骨針。根據骨針的性質，可以分為鈣質海綿和非鈣質海綿兩大類。
海綿動物身體的基本結構是由兩層細胞圍繞中央的一個空腔所組成。遊離的一端有一個大的出水口使中央腔與外界相通。構成海綿動物體壁的兩層細胞在不同的種類組成複雜程度不同的溝系，根據溝系可以将海綿動物的身體結構分為單溝型、雙溝型、複溝型三種類型。
主要價值
古希臘人、古羅馬人和中國古代勞動人民很早就認識和采集海綿動物，浴用海綿，網孔細，彈力強，吸水性好，可以用于洗澡擦身、洗碗等，後來又在工藝、醫學和日常生活方面展現了越來越多
的廣泛用途，如做油漆刷子，用作鋼盔的襯墊和其他墊子，燒成灰能治療腳痛等。在地中海、紅海和美洲沿海等地，人工養殖海綿動物業十分發達，人們将海綿切割成塊，用繩系在架上，投入海中，2~3年就可收獲大批海綿了。不過，随着人造海綿業的發展，已經使得海綿動物養殖業日趨衰落。但是随着科學技術的不斷發展，人們又發現了海綿動物新的價值，例如有人正在研究用海綿淨化海水，以達到維持海洋環境生态平衡的目的。
科學家還發現海綿體内的毒素可以用來制藥，治療腫瘤、心血管和呼吸系統等疾病。目前，海綿是發現海洋活性物質最豐富的海洋生物，已經成為海洋藥物開發的重要資源。
此外，美國科學家表示，他們已經确認了一種生長在黑暗的海底深處的海綿體可以産生細細的玻璃纖維，這種纖維能夠至少像通信工業使用的光纖電纜一樣傳輸光能。這種天然産生的玻璃纖維還較之人工制造的光纖電纜更有柔韌性。這種海綿體生長在熱帶的海底深處，其高約1英尺半，帶有一個複雜的矽網結構，玻璃纖維在海綿體的底部形成一個冠狀物。纖維大約2~7英寸長，每根與人體毛發差不多粗。
由于海綿具有降解海水污染物的能力，也展示了在海洋污染方面的應用價值。近年來，已經有科學家提出“海綿生物技術”的概念。可以預見，海綿在海洋藥物、海洋生物材料、海洋環境保護中将發揮重大作用。
物種研究
海綿動物的色澤各個不同，有大紅、鮮綠、褐黃、乳白、紫色等各種顔色，像花兒一樣。因此，人們一直認為它是植物，直到1755年才有人記述它具有動物的特征。1765年觀察到，通過海綿的水流和入水孔的啟閉，确證海綿為動物。
海綿的結構、功能和發育與其他動物不同。許多動物學家認為它在動物界中的位置是孤立的，把它歸入側生動物亞界（Parazoa）。1825年，随着顯微鏡的發明和使用，以及生理學和胚胎學諸方面的工作，科學家才确定它是動物。
美國微生物進化學專家米切爾·索金（MichellSogin）運用自動DNA排列技術和計算機程序，證明了人類和所有動物的祖先是至少在地球上生活了5億年的海綿，而海綿的祖先是真菌。
海綿是最早的有性繁殖生物，大多數的海綿都是雌雄同體的，能夠同時産生卵子和精子并排入水中。精子會一直在海水中遨遊，直到找到另一個海綿管道的接收入口。
1986年，美國北卡羅來納州大學的生物學家卡爾汗·邦德（CalhounBond）發現，海綿并不是靜止不動的，他通過精密儀器觀察到，海綿的邊緣會像肢體一樣幫助自己移動。
2015年3月，由中國科學院南京地質古生物研究所牽頭的一個課題組，新發現一枚米粒大小的化石。由南京地質古生物研究所研究員朱茂炎領銜的課題組2015年3月9日在美國《國家科學院學報》發布在中國貴州省“甕安生物群”中發現了一枚原始海綿動物化石，雖然體積隻有2到3立方毫米，但其曆史已達6億年，它被命名為“貴州始杯海綿”。表明至少6億年前地球上已出現原始動物，是迄今全球發現最早且可信的原始動物實體化石。
2021年2月15日據俄羅斯衛星通訊社消息，一個國際科研小組日前在南極冰架下發現了依附或部分依附于海底的不明未知生物。關于此次新發現的文章已發表在《海洋科學前沿》雜志上。據悉，研究人員在距離冰川前緣（下部邊界）260公裡的菲爾希納冰架鑽探鑽井。鑽孔地區的冰面厚度為890米，海底深度為1233米。
結果發現，冰下有不活動的過濾生物群落，由海綿和可能隸屬海綿、海鞘、水螅綱或其他分類的生物組成。生物群落位于可發生光合作用的最近地區水流方向625至1500公裡處。它們來自何處、以何為食以及分布情況仍然成謎
