La mésoglée est principalement constituée d’eau. En dehors de l’eau, la mésoglée est composée de plusieurs substances dont des protéines fibreuses, comme le collagène et les protéoglycanes à base de sulfate d’héparane. La mésoglée est principalement acellulaire, mais chez les cnidaires et les cténophores, elle contient des faisceaux de muscles et des fibres nerveuses. D’autres cellules nerveuses et musculaires se trouvent juste sous les couches épithéliales. La mésoglée contient également des amibocytes vagabonds qui jouent un rôle dans le phagocytage des débris et des bactéries. Ces cellules combattent également les infections en produisant des produits chimiques antibactériens.

La mésoglée peut être plus fine que l’une ou l’autre des couches cellulaires chez les petits coelentérés comme l’hydre ou peut constituer la majeure partie du corps chez les méduses plus grandes. La mésoglée sert de squelette interne, soutenant le corps. Ses propriétés élastiques aident à rétablir la forme après qu’elle ait été déformée par la contraction des muscles. Cependant, sans la flottabilité de l’eau pour la soutenir, la mésoglée n’est pas assez rigide pour supporter le poids du corps et les cœlentérés ont généralement tendance à s’aplatir, voire à s’effondrer lorsqu’ils sont sortis de l’eau.