물고사리는 양치식물 고사리목 물고사리과의 한해살이풀로 하록성 수생양치식물이다.
뿌리줄기는 짧고 비스듬히 선다. 잎자루의 밑 부분에는 달걀 모양의 엷은 갈색 비늘 조각이 있다.
잎은 영양엽과 포자엽의 구별이 뚜렷하다.
영양엽은 달걀 모양 또는 달걀 모양의 삼각형이고 길이가 3∼20cm, 폭이 2.5∼17cm이며 1∼3회 깃꼴로 깊게 갈라지고 그물맥을 이루며, 갈라진 조각은 크기가 일정치 않고 윗부분의 조각 중에는 포자엽으로 변하는 것도 있다. 잎 표면이나 잎이 갈라지는 곳에서 무성아(無性芽)가 생겨 새로운 개체로 발달한다.
포자엽은 길이가 50cm에 달하고 1∼3회 깃꼴로 갈라지고, 갈라진 조각은 줄 모양이며 잎자루가 없고 가장자리가 뒤로 말린 곳에 포자낭군이 달린다.
포자낭은 8∼10월에 익는다.
양지바른 논이나 웅덩이에서 자란다.
물고사리는 한때 멸종된 것으로 보았으나 1990년에 다시 발견되었으며 멸종위기종 1B급으로 지정되어 있다.
남부지역과 제주도에 자생하는 것으로 알려지고 있으나 충남 서천에서 서식이 확인되어 북방한계선으로 보고 있다.