Il s'agit de plantes herbacées vivaces aquatiques, persistantes ou caduques, quelquefois stolonifères, aux rhizomes verticaux ou horizontaux, ramifiés ou non. Les feuilles, généralement flottantes, sont simples, généralement entières, parfois legerement dentées, alternes, orbiculairesà elliptiques, fendues à la base au niveau du pétiole. La nervation est palmée. Fait exceptionnel, leurs stomates sont situées à la face supérieure du limbe de ces feuilles, qui sont adaptées aux remous, au rayonnement solaire intense, à la grêle et à la variation du niveau de l'eau. Elles sont élastiques mais résistantes, et sont pourvues d'une couche cireuse hydrofuge. Les feuilles immergées, quand elles existent, sont sessiles. Les pétioles et les pédoncules floraux ont une structure anatomique spécifique : leur coupe montre, en dessous de l'épiderme, une couche épaisse de collenchyme contenant le reste des tissus. Ceux-ci sont interrompus par de nombreuses et grosses lacunes aérifères comprenant de grosses sclérites sur leurs bords. Ces cavités ont pour rôle d'assurer les échanges gazeux nécessaires à la vie. Les vaisseaux sont aussi particuliers : ils sont composés de deux pôles de phloème séparés par une lacune aérifère remplaçant le xylème absent. Les fleurs (FF = 4S + nP + nE + nC), actinomorphes et bisexuées, sont solitaires, flottantes ou plus rarement immergées, diurnes ou nocturnes. Le perianthe, perigyne, se compose de 4 sépales rarement pétaloïdes et d'au moins 8 pétales disposés en spirale ou partiellement verticillés. Les nombreuses étamines respectent un gradient morphologique et centrifuge leur donnant un aspect progressivement pétaloïde. L'ovaire, semi-infère, est composé de nombreux carpelles, avec un disque stigmatifère saillant. Les fruits sont des capsules spongieuses mûrissant sous l'eau, et à dehiscence irregulière. Elles contiennent de nombreuses graines arillées, globuleuses à ellipsoides.