Действия мультсериала разворачиваются на дне Тихого океана в небольшом вымышленном городке под названием Бикини-Боттом. Главный герой сериала — Губка Боб Квадратные Штаны, в русском дубляже чаще всего называемый Спанч Боб Сквэр Пэнтс. Он живет в доме-ананасе, вместе с улиткой по кличке Гэри, которая по повадкам скорее напоминает домашнего кота.По соседству, под скалой обитает лучший друг Губки Боба — умственно-отсталая морская звезда по имени Патрик Стар. Другой сосед Губки Боба — самоуверенный эгоистичный кальмар Сквидвард Тентаклс, который живёт в доме-статуе с острова Пасхи и ненавидит обоих друзей 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, принадлежащей скряге мистеру Крабсу. Ещё один герой сериала исследователь из Техаса Сэнди Чикс, белка-каратистка, из-за невозможности дышать под водой вынужденная постоянно носить водолазный скафандр. Главным антагонистом выступает микроскопический Шелдон Планктон, который при первой возможности пытается похитить из ресторана Красти Крабс секретную формулу приготовления крабсбургера, но, как правило, неудачно.