粗梗水蕨,在生活习性、形体和叶柄形状方面,本种与前种大不相同。
通常漂浮,植株高20-30厘米;
叶柄、叶轴与下部羽片的基部均显著膨胀成圆柱形,叶柄基部尖削,布满细长的根。
叶二型;
不育叶为深裂的单叶,绿色,光滑,柄长约8厘米,粗约1.6厘米,叶片卵状三角形,裂片宽带状;
能育叶幼嫩时绿色,成熟时棕色,光滑,柄长5-8厘米,粗1.2-2.7厘米;
叶片长15-30厘米,阔三角形,2-4回羽状;
末回裂片边缘薄而透明,强裂反卷达于主脉,覆盖孢子囊,呈线形或角果形,渐尖头,长2-7厘米,宽约2毫米。
孢子囊沿主脉两侧的小脉着生,幼时为反卷的叶缘所覆盖,成熟时张开,露出孢子囊。
染色体2n=78。