La couche spongieuse d'une feuille présente de petits espaces d'air entre les cellules qui permettent l'échange de gaz lors de la photosynthèse. Avec la palissade, la couche spongieuse constitue le mésophylle de la feuille.
Les cellules spongieuses de la feuille sont serrées les unes contre les autres et se situent entre la palissade et l'épiderme inférieur, les espaces aériens étant reliés les uns aux autres et à l'extérieur par des stomates. Les espaces entre les cellules créent une plus grande surface. Les cellules libèrent de la vapeur d'eau et de l'oxygène et captent du dioxyde de carbone pendant la journée. On pense également que la couche spongieuse agit comme un espace de stockage temporaire pour les sucres et les acides aminés qui ont été synthétisés dans la couche palissade.
