貧栄養性の弱酸性水域を好む。地下茎は太く、地中を這い、水中茎は長く伸び、2mに達することもある。沈水葉（水中葉）はほぼ無柄の長さ6～25㎝、幅5～30㎜の狭長楕円形。浮葉は長さ5～13㎝、幅3～5㎝の長楕円形～広楕円形、5～15㎝の長柄があり、縁に波状のしわが目立つ。花序は長さ3～6㎝、黄緑色の小さな花を多数つけ、水面に出る。花後には花穂は倒れる。殖芽はつくらず、水中茎のまま越冬する。
　ヒルムシロは沈水葉に1～17㎝の葉柄がある。また、浮葉は長さ4～11㎝とやや小さく、縁が波打たない。
　オヒルムシロは浮葉がヒルムシロやフトヒルムシロに似るが沈水葉が線形である。
　ホソバミズヒキモやコバノヒルムシロは沈水葉が線形であり、浮葉が長さ3㎝以下である。
　コバノヒルムシロは果実に著しい突起がある。