Калужница болотная – многолетнее травянистое растение, достигающее в высоту 25-30 см. Стебли прямостоячие или стелющиеся, довольно разветвленные, корневище короткое. Калужница, произрастающая в воде, может иметь длинные стебли (до 3 м). Ранней весной начинается вегетация растения. Нижние листья сердцевидные, черешковые, большие, верхние – обхватывающие стебли, почковидные, сидячие. Края кожистых листовых пластин городчатые, зазубренные, на нижней стороне прорисовываются жилки. Растущие под водой листья - темно-красного, либо фиолетового оттенка, а те, что находятся на воздухе – зеленые. От ярких солнечных лучей нередко листья, выступающие над водной поверхностью, скручиваются в воронки.
Цветы калужницы ослепительно-желтого оттенка, блестящие, до 6 см в диаметре. Интересно, что цветение наступает только в возрасте растения свыше 10 лет. Около 7 цветков расположены на длинных цветоносных побегах калужницы в пазухах верхней листвы. Венчик состоит из пяти лепестков, пестиков бывает от 2 до 12, тычинок – множество. Первые венчики раскрываются в апреле, и период цветения длится по май. Яркой окраски лепестки способны фокусировать солнечный свет, тем самым повышая температуру внутри венчика. А это в свою очередь, повышает шансы на хорошее опыление насекомыми. Цветоносные побеги после образования мелких семян отмирают. Формула цветка калужницы болотной: *Ч5Л5Т∞П∞.
Плод калужницы болотной — многолистовка. Число листовок соответствует количеству пестиков в цветке. Одна листовка содержит в себе до десяти черных семян с блестящей поверхностью (размером до 2,5 мм). В конце мая – начале июня семена дозревают и высыпаются. Семян может образоваться большое количество – до 3 тысяч. Калужница также размножается вегетативно. Плавающие семена у берега служат пищей для птиц. Прикорневые листья не отмирают после плодоношения растения, обеспечивая калужнице запас питательных веществ для раннего цветения в будущем году.