水蕨，植株幼嫩时呈绿色，多汁柔软，由于水湿条件不同，形态差异较大，高可达70厘米。
根状茎短而直立，以一簇粗根着生于淤泥。
叶簇生，二型。
不育叶的柄长3-40厘米，粗10-13厘米，绿色，圆柱形，肉质，不膨胀，上下几相等，光滑无毛，干后压扁；
叶片直立或幼时漂浮，有时略短于能育叶，狭长圆形，长6-30厘米，宽3-15厘米，先端渐尖，基部圆楔形，二至四回羽状深裂，裂片5-8对，互生，斜展，彼此远离，下部1-2对羽片较大，长可达10厘米，宽可达6.5厘米，卵形或长圆形，先端渐尖，基部近圆形、心脏形或近平截，一至三回羽状深裂；
小裂片2-5对，互生，斜展，彼此分开或接近，阔卵形或卵状三角形，长可达35厘米，宽可达3厘米，先端渐尖、急尖或圆纯，基部圆截形，有短柄，两侧有狭翅，下延于羽轴，深裂；
末回裂片线形或线状披针形，长可达2厘米，宽可达6毫米，急尖头或圆钝头，基部均沿末回羽轴下延成阔翅，全缘，彼此疏离；
第二对羽片距基部一对3-5厘米，向上各对羽片均与基部羽片同形而逐渐变小。
能育叶的柄与不育叶的相同；
叶片长圆形或卵状三角形，长15-40厘米，宽10-22厘米，先端渐尖，基部圆楔形或圆截形，二三回羽状深裂；
羽片3-8对，互生，斜展，具柄，下部1-2对羽片最大，长可达14厘米，宽可达6厘米，卵形或长三角形，柄长可达2厘米；
第二对羽片距第一对1.5-6厘米，向上各对羽片均逐渐变小，一至二回分裂；
裂片狭线形，渐尖头，角果状，长可达1.5-4（6）厘米，宽不超过2毫米，边缘薄而透明，无色，强度反卷达于主脉，好像假囊群盖。
主脉两侧的小脉联结成网状，网眼2-3行，为狭长的五角形或六角形，不具内藏小脉。
叶干后为软草质，绿色，两面均无毛；
叶轴及各回羽轴与叶柄同色，光滑。
孢子囊沿能育叶的裂片主脉两侧的网眼着生，稀疏，棕色，幼时为连续不断的反卷叶缘所覆盖，成熟后多少张开，露出孢子囊。
孢子四面体形，不具周壁，外壁很厚，分内外层，外层具肋条状纹饰，按一定方向排列。
染色体2n=156。
