Les Urticaceae sont une famille de plantes herbacées ou de petits arbustes généralement caducs, quelquefois lianescents. Les arbres sont rares, et limités à une des tribus de la famille.

Les feuilles sont alternes ou opposées, stipulées, ordinairement trinervées. Le limbe est simple, et les marges sont quelquefois entières, plus frequemment dentées à crenelées. Tiges et feuilles sont souvent pubescents.

Les Urticaceae comportent des plantes qui possèdent des poils urticants couvrant tiges et feuilles de beaucoup de ses représentants (Urtica, Fleurya, Laportea, Urera, Girardinia). La raideur des poils est due à une minéralisation partielle de la paroi cellulosique (silicification et calcification) avec présence fréquente de cystolithes. Chez d'autres genres, on peut rencontrer des poils tecteurs unicellulaires et des poils sécréteurs à tête unicellulaire. L'appareil sécréteur est constitué de canaux lysigènes, de poches ou de cellules à mucilage. La tige renferme des fibres péricycliques longues et abondantes, ayant souvent une bonne valeur textile.

Les composés urticants sont principalement l'histamine, l'acetylcholine, 5-hydroxytryptamine et une autre substance, inconnue, responsable de la douleur (E. L. Thurston and N. R. Lersten 1969). Lors d'une piqure, le sommet des poils urticants rigides casse sous l'effet du contact, laissant l'extremité brisée et pointue penetrer dans la peau et evacue son contenu. Ces poils urticants agissent comme de véritables piques hypodermiques miniatures.

On observe aussi des fibres péricycliques cellulosiques ou peu lignifiées, très longues, parfois utilisées comme textile, et un périderme superficiel.

Les fleurs, actinomorphes, petites et verdâtres, sont généralement unisexuées (dioecie ou monécie), rarement bisexuées. Elles sont réunies en cymes contractées, axillaires ou terminales, groupées elles-mêmes en panicules, en épis ou en chatons. Les fleurs solitaires sont exceptionelles.

Asépale, le périanthe est composé de 4-5 pétales sépaloïdes, libres ou diversement connés, parfois absents, persistants ou accrescents. La fleur mâle comporte 4-5 étamines aux anthères souvent renversées dans le bouton floral, basifixes, biloculaires et à dehiscence longitudinale. Les fleurs femelles possèdent parfois quelques staminodes et un ovaire supère, libre ou adné au périanthe. Unicarpellé, il ne contient qu'un seul ovule basal et érigé. Le style est unique, et le stigmate a une forme variable.

Les types d'organisation des appareils reproducteurs sont très variés et intéressants, car il est possible de les décomposer en unités élémentaires. R. Rivières a démontré ainsi que les fleurs d'Urticaceae sont en réalité des pseudo-fleurs, formées par association d'unités florales plus simples. Elles correspondraient donc à des états préfloraux, et le périanthe serait d?origine bractéale. En considérant les inflorescences, on découvre une série dont les premiers termes sont ramifiés et lâches (Urera) et les derniers compacts (Parietaria cretica), cette série phylogénétique présentant tous les intermédiaires. La pollinisation est anémophile. Des cas d'apogamie sont connus.

Le fruit est un akène, parfois une drupe. Il est souvent enveloppé par le périanthe accrescent. La graine possède un albumen huileux et un embryon droit. La dissémination est mécanique (Pilea, Elatostema) ou bien se fait par les oiseaux (Urera). La géocarpie se rencontre chez Fleurya podocarpa.

Le caractère d'abord infléchi des étamines, la présence d'un seul carpelle, dont l'ovule est orthotrope, et l'absence de laticifères distinguent les Urticaceae des familles voisines. La famille est divisée en cinq tribus fondées principalement sur les différences florales.

Les Urticeae se distinguent par leurs poils urticants caractéristiques (Urtica , Urera, Laportea...).

Les Procrideae représentent la plus grande tribu. Le périanthe des fleurs femelles est trilobé, et le stigmate a l'apparence d'un pinceau. Les principaux genres sont Pilea, Elatostema, Pellionia.

La petite tribu des Forkskohleae possède des fleurs mâles réduites à une seule étamine, et ne comprend que le petit genre Forskohlea.

Les deux tribus des Boehmerieae (Boehramia, Maoutia...) et des Parietarieae (Paretaria...) se différencient par la présence d'un involucre de bractées souvent soudées chez la dernière.

Parmi les Urticaceae les plus répandues dans les régions tempérées, il y a les orties, plantes nitrophiles dont l'action urticante est due aux acides formique et résinique : l'ortie brûlante (Urtica urens) est annuelle, monoïque, alors que la grande ortie (Urtica dioica) est vivace. Autrefois consommée, cette dernière sert à la préparation industrielle de la chlorophylle.

Les ramies blanche (Boehmeria nivea) et verte (Boehramia utilis), non urticantes, sont de grandes herbes vivaces, originaires de Chine, cultivées pour leurs fibres péricycliques et libériennes particulièrement résistantes et d'excellente qualité (soie végétale) mais qu'il est difficile d'isoler. Elles servent à la fabrication de billets de banque. Les plantes sont multipliées par fragments de rhizomes. Elles sont sensibles au photopériodisme.

Les Pilea sont des herbes annuelles ou vivaces des régions intertropicales. Pilea microphylla, plante ornementale d'Amérique tropicale, est appelée artillery plant, car elle projette ses graines au loin.

Les Parietalis (pariétaires) sont de mauvaises herbes nitrophiles cosmopolites. Les Elatostema d'Afrique occidentale entrent dans la fabrication de la poudre à fusil.