海綿毒素主要為細胞毒性和溶血毒性，目前每年從海洋生物中所提取近千種之新化合物中，有40%來自海綿生物。目前已知有毒海綿種類超過一百種，許多海綿毒素具有抗菌、抗病毒、抗腫瘤、降血壓和溶血等功能，少數開發為臨床藥物。以下針對幾種海綿毒素進行簡介：
一、大田軟海綿酸(okadaic acid)
此物質是從大田軟海綿(Halichondria okadai)及隱爪海綿(Ha Lichondria melanodocia)中分離到一種脂肪酸聚醚類物質，該物質對腫瘤細胞有抑制作用。
二、皮海綿毒素(subertine)
此毒素是從皮海綿(Suberites domunculus)中分離到的第一個有毒物質。皮海綿毒素是海綿毒素中罕見的蛋白毒素，具很強的溶血活性及三磷酸線苷酶活性，亦具有神經毒性。
三、蜂海綿毒素(halitoxin)
此毒素是從綠蜂海綿(Haliclona viridis)等多種蜂海綿中分離出，該毒素具有細胞毒性及溶血毒性，中毒症狀為顫抖、驚厥和麻痹，最後導致死亡。
四、核苷類海綿毒素
從加勒比荔枝板海綿(Cryptotethya crypta)中分離出海綿胸苷(spongothymidine)和海綿尿(spongouridine)等核苷類毒素，具細胞毒性，此類特殊結構的化合物，為後來開發核苷類藥物提供天然模型，改造成抗白血病新藥及抗病毒新藥，於白血病和多種病毒性感染疾病的臨床治療中發揮了重要作用。
五、大環內酯類海綿毒素
從冠海綿(Lactrunculia magnifica)中萃取出兩種毒素，對於離體培養的小鼠神經細胞瘤及纖維細胞瘤，具有顯著毒性作用，可破壞細胞骨架蛋白，使微絲結構受損，從而破壞細胞。