Il s'agit de plantes herbacées annuelles et aquatiques, enracinées ou flottantes. Les tiges submergées sont peu ou pas ramifiées, ont des entre-noeuds très allongés et portent des racines adventives au niveau des cicatrices foliaires, Ces racines sont très disséquées et possèdent une fonction photosynthétique. Les feuilles, dimorphes, ont des stipules fortement divisés. Les feuilles submergées sont opposées, simples, sessiles, linéaires et caduques, tandis que les feuilles flottantes sont rassemblées en rosette terminale, pétiolées, le pétiole étant renflé à son milieu, aidant en cela à leur flottabilité, et le limbe étant deltoides à rhomboidal, aux marges apicalement dentées.

Les fleurs sont solitaires et axillaires, flottantes, actinomorphes et bisexuées. L'hypanthium est développé, partiellement épigyne. Les 4 sépales libres et valvaires sont persistants et accrescents, lors de la maturation du fruit ils se transforment en appendices crochus. Les 4 pétales libres et valvaires, blancs à lilacés, sont caducs. Il y a 4 étamines libres, opposipétales, portant des anthères versatiles à déhiscence longitudinale et introrse. L'ovaire est semi-infère, devenant infère lors de la fructification, biloculaire, chaque loge renfermant un ovule pendant et anatrope sur des placentas axiles. Un seul des deux ovules se développe après la fécondation. Le stigmate est capité et caduc.

Le fruit est indéhiscent, turbiné, avec 2-4 appendices crochus apicaux, ceux ci étant les restes du calice, avec un exocarpe succulent éphémère. La graine est dépourvue d'endosperme, l'embryon est droit, et les cotylédons sont inégaux.

Divers caractères morphologiques rapproche cette famille des Lythraceae, et, plus secondairement des Onagraceae : fleurs tetramères, anthères versatiles et introrses, placentation axille, etc... D'ailleurs, certains auteurs ont parfois placé Trapa au sein d'une famille ou de l'autre. De rècentes recherches moléculaires signalent enfin une grande proximité avec les Sonneratiaceae