Sponsdieren hebben een eenvoudige bouw. Ze bestaan uit een buis, waarvan het ene einde is vastgezet op de bodem. Het bovenste einde van de buis is open en wordt osculum genoemd. Binnenin bevindt zich een holte, de spongocoel. De buis heeft een skelet, meestal opgebouwd uit zogenaamde skeletnaalden (spicula). Door de wand van de buis heen wordt water naar binnen gezogen, dat via de bovenkant (het osculum) de buis weer verlaat.

Sponsdieren hebben slechts enkele soorten cellen:

Kraagcellen (choanocyten), die zich aan de binnenkant van de buis (grenzend aan de spongocoel) bevinden en die het voedsel verteren. Ze zijn voorzien van een zweephaar en veroorzaken daarmee een binnenwaartse stroming. Deze cellen lijken veel op choanoflagellaten, eencellige organismen die evolutionair verwant worden geacht met dieren.

Sluitcellen (porocyten), buisvormige cellen die door de wand van de spons heen buizen vormen. Hierdoor kan water naar binnen stromen.

Contractiele cellen, deze liggen om de poriecellen heen en kunnen de poriën enigszins dichtdrukken, zodat de stroming vermindert.

Dekcellen (pinacocyten) aan de buitenkant van de buis, deze vormen gezamenlijk de "huid".

Amoebocyten, cellen die in de wand leven en zorgen voor transport van voedingsstoffen tussen binnen en buitenkant, de opbouw van de skeletnaalden en de productie van voortplantingscellen.

Archeocyten, ongedifferentieerde cellen die onder andere kunnen uitgroeien tot eicellen.

Bij sponsdieren bestaan er drie lichaamsvormen die bekersponzen (asconoid), geweisponzen (syconoid) en korstsponzen (leuconoid) worden genoemd. In zeker opzicht kan een sponsdier ook beschouwd worden als een kolonie van cellen en niet als een individu. Als de cellen van een spons bijvoorbeeld door een mixer worden gehaald, zullen de cellen elkaar daarna weer opzoeken en een spons vormen. Als meerdere soorten op deze wijze worden gemengd, zal elke soort weer een eigen spons vormen.