Empecemos con su gran protagonista y el que da nombre a la serie. Bob Esponja es una graciosa esponja de mar que vive en el fondo del océano en la ciudad de Fondo de Bikini, en una piña, junto con su mascota Gary. Este personaje amarillo, de ojos azules y cuerpo cuadrado, vive innumerables aventuras a lo largo de su vida, desde trabajar en el Crustáceo Crujiente, cazar medusas o intentar sacarse el carné de conducir.
Patricio Estrella es el mejor amigo de Bob Esponja. La alegre y divertida estrella de mar rosada acompaña a Bob en cada paso que da, siendo dos inseparables. Patricio es un personaje despistado y perezoso, que pasa sus días bajo su roca mirando la televisión, pero que, cuando su fiel aliado le llama, este no duda en acompañarle en sus aventuras. Además de ser vecinos, Bob Esponja y Patricio comparten vecindario con un calamar no tan divertido y alegre como ellos, al cual no dudarán en desesperar y atormentar cada día.
Este calamar, con aires de frustración, vive al lado de Bob Esponja y es precisamente esto lo que provoca que Calamardo viva amargado en el interior de su Moai. Para colmo, Calamardo comparte empleo con Bob Esponja como cajero en el Crustáceo Crujiente. Por lo que si para este cenceño calamar, aguantarle de vecino es desesperante, convivir en la popular hamburguesería lo es todavía más. A pesar de todo, Calamardo siempre encuentra sus momentos de felicidad, por supuesto en soledad, ya sea tocando su clarinete, pintando o incluso bailando. Bob Esponja intenta liberar a este personaje antisocial y solitario divirtiéndose con él, aunque para este, solo incremente su nivel de amargura.
El caracol Gary es la mascota de Bob Esponja y su mejor compañía, sin dejar de lado a Patricio. Este escurridizo animal vive en la piña junto a Bob y no duda en ayudar a su dueño cuando este le necesita, salvándolo en numerosas ocasiones de múltiples peligros. Solitario, tímido, y con un Miau allá por donde pasa, Gary siempre tiene hambre, ya que Bob tiende a olvidarse de ponerle su comida. Sin embargo, su notable inteligencia le hace superar obstáculos que no cualquier mascota podría afrontar.
Te preguntarás qué hace una ardilla en el fondo del mar, pues tiene su explicación. Arenita, una inteligente y autosuficiente ardilla que ha conseguido construir un laboratorio en el fondo del mar, en el interior de una cúpula. Su peculiar traje de astronauta (que le sirve para pasearse por Fondo de Bikini) y su valentía, le permiten afrontar los diversos problemas que se le presentan en las profundas aguas. Además, Arenita invita a Bob Esponja, siempre que quiera, a visitar su cúpula y a mostrarle los inventos nuevos que fabrica, siendo muy buenos amigos y enseñando a nuestro protagonista alguna que otra lección de karate.
No hay percebe ni cangrejo más avaricioso que el mismísimo Señor Cangrejo. “¡Adoro el dinero!” es la frase por excelencia de este cangrejo, quien no hace otra cosa que pensar en los bienes materiales, los cuales son proporcionados por el negocio del Crustáceo Crujiente. Como dice el dicho, “la avaricia rompe el saco”, y es que este peculiar personaje llega a un punto de no pensar en otra cosa y obsesionarse con el dinero. Bob Esponja trabaja para él, explotado y haciendo horas extra, para así, satisfacer su sed de dinero. Al tener la hamburguesería más popular de Fondo de Bikini, permanece siempre en el punto de mira de su mayor enemigo, Plankton, quien desea ansiadamente robarle la fórmula secreta de su famosa hamburguesa, la Cangreburger.
Si la avaricia definía al Sr. Cangrejo, la envidia define a este pequeño organismo acuático llamado Plankton. Este personaje es el dueño del Cubo de Cebo, una hamburguesería sin éxito enfrentada al Crustáceo Crujiente, el cual siempre ha envidiado. El único propósito de Plankton es conseguir la fórmula secreta de la Cangreburger, y moverá mares hasta conseguirlo, nunca mejor dicho. Para ello conspira y elabora planes malvados contra el Sr. Cangrejo, aunque nunca salen bien. ¿Conseguirá Plankton hacerse finalmente con la fórmula secreta?