Il s'agit de plantes herbacées vivaces et aquatiques, au rhizomes ramifié et rampant. Les feuilles, flottantes, emergées ou immergées, sont lineaires à orbiculaires, entières, avec des lobes plus ou moins divergents à la base, à la nervation généralement pennée. Les fleurs (FF = 5-12S + nP + nE + (nC)), généralement flottantes, sont solitaires, diurnes, actinomorphes et hermaphrodites. Elles se composent d'un périanthe hypogyne plus ou moins globuleux, avec 5-12 sépales persistants et pétaloides, de nombreux pétales libres, disposés en spirales. Les étamines sont nombreuses, libres et progressivement pétaloides vers l'exterieur, généralement récurvées à l'anthèse. L'ovaire, supère, saillant, se compose de nombreux carpelles uniloculaires, soudés entre eux, avec un style absent et un stigmate circulaire. Les fruits ovoides à urcéolés, contiennent des graines dépourvues d'arille.

Le nom du genre vient de ninufar, nom arabe de ces plantes. La taxonomy du genre est très complexe et problématique : seulement certains auteurs (E.O. Beal, 1956), les espèces nord américaines ne seraient que des taxons infraspécifiques à l'espèce europèenne Nuphar lutea.

La pollinisation fait intervenir des Coléoptères et des Diptères (syrphes). Les graines possèdent un péricarpe gluant, contenant des bulles d'air, permettant à ces graines de flotter et de se disséminer ainsi. Ces plantes se multiplient aussi facilement par fragmentation du rhizome.