水生千屈菜屬多年生草本，根莖橫臥于地下，粗壯；莖直立，多分枝，全株青綠色，略被粗毛或密被絨毛，枝通常具4棱。葉對生或三葉輪生，披針形或闊披針形，頂端鈍形或短尖，基部圓形或心形，有時略抱莖，全緣，無柄。花組成小聚傘花序，簇生，因花梗及總梗極短，因此花枝全形似一大型穗狀花序；苞片闊披針形至三角狀卵形，三角形；附屬體針狀，直立，紅紫色或淡紫色，倒披針狀長橢圓形，基部楔形，著生于萼筒上部，有短爪，稍皺縮；伸出萼筒之外；子房2室，花柱長短不一。蒴果扁圓形。