海绵不具备执行各种机能的器官。其最重要的结构是水管系，主要由入水孔、领细胞和出水口组成。根据领细胞的排列方式和水管的发育程度，水沟系从简单到复杂，可分成单沟型、双沟型和复沟型3个基本型。

海绵无明显的组织，体表和内腔各有一层细胞，中间为中胶层。单沟系海绵的内层，由领细胞构成，领细胞的主要功能是引起水流，并捕捉食物粒。中胶层中的原细胞，又称变形细胞，能把领细胞摄取的食物送到身体各部，又能演变为多种细胞，在再生中起作用，必要时可生成雌、雄生殖细胞。

海绵的颜色是因其体内有不同种类的海藻共生，才使它们呈现不同的色彩。管状海绵的样子很像竖立的烟囱，所以又称为烟囱海绵。管状海绵的身体里有很多小孔。水不断地从小孔中流过，其中的营养物质就被管状海绵吸收了。同时，管状海绵产生的废物也会随着海水流走。海水从遍布海绵全身的小孔流入海绵的体内。每个小孔都通向一个小房间，叫做滤室。所有的滤室都通向一个腔，这个腔叫做孔前腔。腔的上端是一个很大的出水孔。海绵的小孔作为氧气进入的通道，既起到呼吸作用，又能摄取水中的营养物质，并且排泄废物，还能排出精子和卵子，完成生殖功能。

淡水海绵的芽球外有保护膜，并有骨针加固。环境好转时，原细胞自小孔逸出，分化成不同的细胞而长成新个体。其他无性生殖如形成生殖根或个体断裂。小的海绵约可活一年，大的寿命较长。海绵再生能力极强，不只能恢复受损或失去的部分，而且能从碎片甚至单个细胞形成一个新成体。在环境不利时，海绵成为小碎片，由扁平细胞外包一团原细胞构成，条件好转时，再长成海绵。由于海绵没有中央调节器官（脑），体内细胞又能迁移，所以很难区分个体和群体，认为被一共同的外胚层包著的就是一个个体。

海绵的再生能力很强，如把海绵切成小块，每块都能独立生活，而且能继续长大。将海绵捣碎过筛，再混合在一起，同一种海绵能重新组成小海绵个体。

海绵虽然属于动物，但是并不能自己行走，只能附着固定在海底的礁石上，从流过身边的海水中获取食物。多数海绵生活在坚硬岩石的底质上。

海绵动物的捕食方法是用一种滤食方式，单体海绵体壁上的每一个小孔都是一张“嘴巴”。海绵动物通过不断振动体壁的鞭毛，使含有食饵的海水不断从这些小孔渗入腔内。在内壁有无数的领鞭毛细胞，由基部向顶端螺旋式地波动，从而产生同一方向的引力。当海水从体壁渗入时，水中的营养物质便被领鞭毛细胞捕捉后吞噬。经过消化吸收，从出水口排出不消化的物质。

海绵动物鞭毛的摆动需要耗能，对于营固着生活的海绵动物，从食物中获得的化学能来之不易。所以海绵动物总是生活在有海流经过的海底，在千百万年的进化过程中，完善了一套利用天然流体流动能的本领，从而节约了食物的化学能。

多孔动物的共生物中最重要的是单细胞或多细胞藻类。海绵给藻类提供保护和代谢废物，而藻类供给海绵氧气，藻死亡后也可作为海绵的食物。

取食方式充分证明了它属于滤食的异养动物。

海绵动物总是形单影只地独处一隅，凡是海绵动物栖居的地方就很少有其它动物前去居住。

巨穴海绵常是更小动物的栖息处，这些小动物中的一部分对海绵动物无害，而另一部分则是寄生动物。

海绵的生殖有无性生殖和有性生殖两种。

无性生殖又分出芽和形成芽球两种。

无性生殖是以出芽生殖为主，多发生在海产种类中。出芽时亲本的变形细胞，一些原细胞由中胶层迁移到母体的顶端表面聚集成团，然后发育成小的芽体，随后脱落到底部发育成新海绵，或与母体相连形成群体。淡水海绵及少数海产种类在一定条件下可以形成芽球（gemmule），也被认为是一种无性生殖，个体中的原细胞摄食了大量的物质之后聚集成团，外面包围一层造骨细胞。

在原细胞团之外自行分泌一层保护膜，其成分类似于海绵丝，以保护内部的芽球细胞，之后造骨细胞分泌一层双盘状或针状的骨针，使芽球具有很强的抵抗恶劣环境的能力。一个海绵动物可以形成许多的芽球。以后当外界条件适当时，芽球内的细胞通过微孔（micropyle）释放出来，再形成一个新个体。

海绵动物均能行有性生殖。大多数种类为雌雄同体，但精子与卵常不在同一时期成熟。少数种类为雌雄异体。生殖细胞由中胶层中的原细胞形成，有时领细胞也可以失去鞭毛及原生质领而变成精原细胞，再分裂形成精子。精子成熟后随水流排出体外，并随水流进入其他个体的鞭毛室，再进入领细胞。这时领细胞失去领及鞭毛，携带着精子到中胶层与卵融合而成受精卵。

大多数海绵动物的受精卵是在体内发育。一些海绵动物的胚胎发育由于胚层的逆转而有很大的特殊性，不同纲的海绵胚胎发育过程也不尽相同，这主要表现在海绵动物可以形成两种不同类型的幼虫。在钙质海绵中，形成中空的两囊幼虫，在寻常海绵纲中形成实心的实胚幼虫。

海绵除普通海绵纲中少数类型属淡水海绵外，多数是海生动物，营底栖固着生活。现代石海绵和钙质海绵多分布于浅海地带，玻璃海绵可栖居在深达6000米的深海中。化石海绵也大体要求有6000米的水深。

海绵动物多为群体，单体较少。海绵为多孔动物门生物的统称，包括了普通海绵纲（Demospongea）、玻璃海绵纲（Hyalospongea）、钙质海绵纲（Calcispongea）、硬海绵纲（Sclerospongea）四大纲。

海绵动物的体壁内长着具有支持作用的针状骨骼——骨针。根据骨针的性质，可以分为钙质海绵和非钙质海绵两大类。

骨针按其大小又可分为大骨针（megasclere），构成支持身体的骨架；及小骨针（microsclere），它散布在中胶层内，以支持体壁中的管道部分。小骨针仅存在于硅质海绵中。从形态上骨针可以分为多种，其中常见的有：

（1）单轴骨针（monaxons），即沿一个轴生长形成的骨针，轴或直或弯，轴的两端或相似或不相似，末端或尖或具有其他改变；

（2）四轴骨针（tetraxons），也称四放骨针（quadriradiate），这种骨针在一个平面上有四个放射端，但常因丢失一些放射端而变成三放、二放或一放型，三放骨针是钙质海绵纲动物中最普通的一种骨骼；

（3）三轴骨针（triaxons），它的三个轴相互以直角愈合，因而呈六放型（hexactinal），这种也常减少末端而改变放数，其末端可以弯曲、分枝、或具钧、具结等变化而形成了多种形态；

（4）多轴骨针（polyaxons），由中心向外伸出多射，形成星壮，这种类型多见于小骨针。

海绵动物身体的基本结构是由两层细胞围绕中央的一个空腔所组成。游离的一端有一个大的出水口使中央腔（central cavity）与外界相通。构成海绵动物体壁的两层细胞在不同的种类组成复杂程度不同的沟系，根据沟系可以将海绵动物的身体结构分为单沟型、双沟型、复沟型三种类型。

六射海绵纲（六放海绵）

约有600个物种，海生，一般栖息于潮位线之下，但在深海中更常见。其骨骼为复杂的硅质骨针，基本形态呈六放形。属和种包括：泡沫****海绵、维纳斯花篮（EuplectellaAspergillum）、Holascus、围线海绵。

钙质海绵钙质海绵纲

约有400个物种。海生。钙质骨针的骨架如针形或三至四放形。

**属包括：**Acyssa、Clathrina、Leucilla、白枝海绵、樽海绵。

寻常海绵寻常海绵纲

约有4,000个物种。海生和淡水生。其骨架或没有硅质的骨针，或没有有机的海绵硬蛋白纤维，或二者均无。当骨针存在时，则不为六放形。属和种包括：真海绵、穿贝海绵、加勒比海绵（Cribochalinavasulum）、刻盘海绵**、橘海绵、浴海绵（Hipposongiacommunis）、加勒比火海绵（Neofibularianolitangere）、管指海绵、沐浴角骨海绵（Spongiaofficinalis）、针海绵。**

珊瑚海绵硬质海绵纲

约有15个物种。海生，在热带的浅穴或深穴或其下的珊瑚上。骨架以钙质为基础，含有硅质骨针和有机纤维；形成覆盖在钙质基座上的薄薄一层海绵。属包括：Ceratoporella、Stromatospongia。海绵动物在生殖发育中存在胚层逆转现象。

身体结构海绵动物身体的基本结构是由两层细胞围绕中央的一个空腔所组成。游离的一端有一个大的**出水口（osculum）使中央腔（central cavity）**与外界相通。构成海绵动物体壁的两层细胞在不同的种类组成复杂程度不同的沟系，根据沟系可以将海绵动物的身体结构分为三种类型。

单沟型单沟型****（ascon type）是最原始，也是最简单的体壁结构，种类很少，前述的白枝海绵就属于这一类。单沟型海绵呈单体或群体，长度一般不超过10cm，群体中的个体轮廓明显，每个个体均呈小管状，出水口周围有骨针包围，中央腔宽阔，体壁由两层细胞中间夹有中胶质（mesoglea）所组成，外层细胞称皮层（dermal epithelium），主要是由一层**扁平细胞（pinacocytes）**组成，它不同于其他动物的表皮层细胞，因为它们的来源和其他多细胞动物的表皮层不同，并且这种扁平细胞没有基膜，细胞的边缘可以收缩。

许多扁平细胞同时收缩可以使身体变小。某些扁平细胞特化形成管状，称为孔细胞****（porocyte），穿插在扁平细胞之间。孔细胞的外端与外界相通，内端与中央腔相通，孔细胞外端的小孔就是单沟型海绵动物体表的进水小孔（ostia）或称流入孔（incurrent pore），所以它是细胞内孔，水由流入孔进入中央腔。孔细胞的收缩及舒张可以控制水的流入量。体壁的内层也称胃层（gastral epithelium），是由**领鞭毛细胞（也简称领细胞）组成，单沟型海绵的领细胞围绕着整个中央腔。领细胞呈卵圆形，其基部疏松的坐落在中胶层中，游离端伸出一根鞭毛，围绕鞭毛的基部有一可伸缩的原生质领，是由许多分离的微绒毛（microvilli）所组成。单沟型海绵通过领细胞鞭毛的摆动使水由孔细胞（或称入水小孔）**流入，经中央腔再由出水口流出。

领细胞在形态上非常相似于原生动物门的领鞭毛虫，因此有人认为海绵动物是由领鞭毛虫进化而来。体壁的皮层与胃层之间是中胶层，它是一种含有蛋白质的胶状透明基质，其中包括有游离的变形细胞****（amoebocyte）及分散的骨针（spicule）。变形细胞可以分化成不同的形态，例如有的变形细胞伪足细长分枝，彼此相连形成网状，称为星芒细胞（collencyte），有人认为它是一种最原始的具有神经机能的细胞。另一种细胞较大，其细胞核也较大，有叶状伪足，称原细胞****（archeocyte），这是一种未分化的细胞，除了本身具有吞噬及消化食物的机能外，它还可以转化成具生殖功能的生殖细胞（generative cell）、能分泌骨骼的造骨细胞（scleroblast）、贮藏营养物质的贮存细胞（thesocyte）、能分泌粘液的**腺细胞****（gland cell）**等。

可以看出单沟型海绵动物最大特征是体壁结构简单，其两层细胞平直的包围中央腔。由于中央腔宽阔，靠领细胞的鞭毛打动使流过身体的水流速度是缓慢的，代谢较低，所以单沟型海绵动物一般都是小型的。海绵动物在进化过程中通过体壁的褶叠增加了领细胞的数量及分布的表面积，同时减少了中央腔的体积，其结果是形成了双沟型或复沟型的体壁，这样就加速了水流过身体的速度，提高了代谢的能力，使动物也增大了体积。

双沟型****（sycon type）是体壁褶叠的一种初步形式，例如樽海绵（Scypha）、毛壶（Grantia）等。双沟型海绵皮层的扁平细胞褶向中胶层，形成多个平行排列的盲管，称为流入管（incurrent canal），流入管外端的开孔名为流入孔（incurrentpore）。胃层的领细胞由中央腔向外端突出也形成多个穿插于流入管之间的盲管，称为鞭毛管（flagellated canal）或鞭毛室，也称为放射管**（radial canal），其内端的开孔称为后幽门孔（apopyle），结果流入管与鞭毛管相间排列形成了双沟型的体壁。相邻的流入管与鞭毛管之间也有小孔使两管相通，这种小孔称前幽门孔（prosopyle）**。

由于管道的出现，双沟型的体壁加厚了，也由于领细胞褶入到鞭毛管中，中央腔壁上不再有领细胞，而是由扁平细胞包围。双沟型海绵的水流途径是：水→流入孔→流入管→前幽门孔→鞭毛管→后幽门孔→中央腔→出水口→体外。双沟型海绵增加了领细胞层的面积，管道的增加及中央腔的缩小也加速了水流通过身体的速度。双沟型海绵中，有些种类其皮层细胞及中胶层更发达，以致遮盖了整个体表，形成了一层或薄厚不一的外皮（cortex），结果出现了更多的流入孔，这样可以增加体壁内的水压，加速水在体内的流动。

复沟型体壁进一步的褶叠复杂化就形成了复沟型****（leucon type），大多数的海绵动物属于这种类型，例如淡水海绵。复沟型结构的变化表现在：

（1）鞭毛管继续向中胶层内褶入，以致形成了多个圆形的鞭毛室，例如**细芽海绵（Microciona）**每平方毫米的体壁，鞭毛室可多达1000个；

（2）中胶层更发达，并与表皮细胞一起构成了众多的皮层孔（dermal pore）或皮下腔（subdermal space）；

（3）流入管分成许多小枝，然后再进入鞭毛室；

（4）中央腔进一步地缩小，最后被分枝的**出水管（excurrent canal）**所代替。

复沟型海绵的水流途径是：水→皮层孔→皮下腔→流入管→前幽门孔→鞭毛室→后幽门孔→流出管→出水口→体外。在有些复沟型海绵，其前、后幽门孔延伸形成了前、后幽门管（prosodus，aphodus），结构更复杂。因此复沟型海绵动物具有更大的领细胞表面积，体内有纵横相通的管道，中央腔也进一步缩小变成了管状，因此流经体内的水流量增多，水流速度加快。复沟型海绵的体积也都是较大型的，特别是在群体大型海绵中，我们仅能从许多出水口判断出海绵个体的形态及大小，例如矶海绵（Reniera）。淡水海绵的群体成团状，已很难判断出个体的形态了。

生活习性海绵动物虽然是多细胞动物中最简单的一类，却有一个庞大的家族，种数达10000多种，占所有海洋动物种数的1/15。由于海绵动物的体壁内长着具有支持作用的针状骨骼，叫做骨针。通常根据骨针的性质，可以分为钙质海绵和非钙质海绵两大类。体形最大的海绵动物是1909年曾在巴哈马群岛捞获的一只，围长为183厘米，刚出水重40千克，晒干后的重量为5千多克。此外，在安的列斯群岛生活的一种海绵动物，身长106厘米，宽91．5厘米。海王星海绵也是体形较大的种类，剖面长120厘米，却不太宽。最小的种类是白枝海绵，身高不过3毫米，体重仅有几克，跟一粒芝麻一样小。

古希腊人、古罗马人和中国古代劳动人民很早就认识和采集海绵动物，浴用海绵，网孔细，弹力强，吸水性好，可以用于洗澡擦身、洗碗等，后来又在工艺、医学和日常生活方面展现了越来越多的广泛用途，如做油漆刷子，用作钢盔的衬垫和其他垫子，烧成灰能治疗脚痛等。在地中海、红海和美洲沿海等地，人工养殖海绵动物业十分发达，人们将海绵切割成块，用绳系在架上，投入海中，2~3年就可收获大批海绵了。不过，随着人造海绵业的发展，已经使得海绵动物养殖业日趋衰落。但是随着科学技术的不断发展，人们又发现了海绵动物新的价值，例如有人正在研究用海绵净化海水，以达到维持海洋环境生态平衡的目的。

科学家还发现海绵体内的毒素可以用来制药，治疗肿瘤、心血管和呼吸系统等疾病。目前，海绵是发现海洋活性物质最丰富的海洋生物，已经成为海洋药物开发的重要资源。

此外，美国科学家表示，他们已经确认了一种生长在黑暗海底深处的海绵体可以产生细细的玻璃纤维，这种纤维能够至少像通信工业使用的光纤电缆一样传输光能。这种天然产生的玻璃纤维较之人工制造的光纤电缆更有柔韧性。这种海绵体生长在热带的海底深处，其高约1英尺半，带有一个复杂的硅网结构，玻璃纤维在海绵体的底部形成一个冠状物。纤维大约2~7英寸长，每根与人体毛发粗细相当。

由于海绵具有降解海水污染物的能力，也展示了其在海洋污染方面的应用价值。近年来，已经有科学家提出“海绵生物技术”的概念。可以预见，海绵在海洋药物、海洋生物材料、海洋环境保护中将发挥重大作用。

海绵动物的色泽各个不同，有大红、鲜绿、褐黄、乳白、紫色等各种颜色，像花儿一样。因此，人们一直认为它是植物，直到1755年才有人记述它具有动物的特征。1765年观察到，通过海绵的水流和入水孔的启闭，确证海绵为动物。海绵的结构、功能和发育与其他动物不同。许多动物学家认为它在动物界中的位置是孤立的，把它归入侧生动物亚界（Parazoa）。1825年，随着显微镜的发明和使用，以及生理学和胚胎学诸方面的工作，科学家才确定它是动物。

美国微生物进化学专家米切尔·索金（MichellSogin）运用自动DNA排列技术和计算机程序，证明了人类和所有动物的祖先是至少在地球上生活了5亿年的海绵，而海绵的祖先是真菌。

海绵是最早的有性繁殖生物，大多数的海绵都是雌雄同体的，能够同时产生卵子和精子并排入水中。精子会一直在海水中遨游，直到找到另一个海绵管道的接收入口。

1986年，美国北卡罗来纳州大学的生物学家卡尔汗·邦德（CalhounBond）发现，海绵并不是静止不动的，他通过精密仪器观察到，海绵的边缘会像肢体一样帮助自己移动。

2015年3月，由中国科学院南京地质古生物研究所牵头的一个课题组，新发现一枚米粒大小的化石。由南京地质古生物研究所研究员朱茂炎领衔的课题组2015年3月9日在美国《国家科学院学报》发布在中国贵州省“瓮安生物群”中发现了一枚原始海绵动物化石，虽然体积只有2到3立方毫米，但其历史已达6亿年，它被命名为“贵州始杯海绵”。表明至少6亿年前地球上已出现原始动物，是迄今全球发现最早且可信的原始动物实体化石。

2021年2月15日据俄罗斯卫星通讯社消息，一个国际科研小组日前在南极冰架下发现了依附或部分依附于海底的不明未知生物。关于此次新发现的文章已发表在《海洋科学前沿》（Frontiersin Marine Science）杂志上。据悉，研究人员在距离冰川前缘（下部边界）260公里的菲尔希纳冰架钻探钻井。钻孔地区的冰面厚度为890米，海底深度为1233米。结果发现，冰下有不活动的过滤生物群落，由海绵和可能隶属海绵、海鞘、水螅纲或其他分类的生物组成。生物群落位于可发生光合作用的最近地区水流方向625至1500公里处。它们来自何处、以何为食以及分布情况仍然成谜。

2024年3月，湖南省地质博物馆专业技术人员在常德桃源地区开展古生物化石产地野外调查时，采集到一块保存完整的寒武纪早期大型海绵化石，距今约5.4亿年。