Морфология растений сердечника может сильно отличаться в зависимости от вида. Это травянистое растение, которое может достигать в высоту 60 см и иметь прямостоячий или стелющийся стебель, чаще голый, редко – опушенный. Листья очередные. Цветки сердечников собраны в щитковидные кисти, могут быть от белого до лилового и фиолетового цвета.
Сердечник луговой (лат. Cardamine pratensis L.) имеет укороченное корневище. Стебель прямостоячий, простой или слабоветвистый, достигает в высоту 15-30 см. Листья непарноперистые, имеют от 4 до 10 пар слабоопушенных листочков продолговатой формы. Верхние стеблевые листья имеют 2-3 пары линейных листочков без черешочков. Цветки сердечника лугового собраны в кисть из 10-20 цветков, которая вначале цветения имеет щитковидную, затем более вытянутую форму. Лепестки имеют размеры 10-12 мм, белого цвета с фиолетовыми прожилками. Плоды представляют собой тонкие многосеменные стручки до 4 см длиной, посаженные на косо отклоняющихся цветоножках.
Сердечник мелкоцветковый (лат. Cardamine parviflora L.) имеет голый прямой стебель, до 30 см высотой. Имеет перистосложные листья с многочисленными парами листочков, конечный листочек имеет почти такую же форму и размеры, как и боковые. На нижних листьях листочки имеют более продолговатую форму, при основании – клиновидную, на верхушке – закругленную. Листочки верхних листьев линейно-шиловидные. Имеет мелкие цветки. Чашелистики узкоовальной формы, длиной 1,5 мм. Лепестки белого цвета длиной до 2,5 мм, продолговато-клиновидной формы. Плоды представляют собой прямые тонкие стручки длиной до 20 мм и шириной до 1 мм, в которых вызревают короткоовальные семена с узким крылом длиной 0,75 мм и шириной 0,5 мм.
Сердечник горький (лат. Cardamine amara L.) имеет удлиненное ползучее корневище и голый или немного опушенный стебель высотой до 60 см. Листья имеют по 4-7 пар сидячих листочков, которые имеют обратно-овальную или продолговатую форму с зубчиками по краям. Конечный листочек имеет черешочек, он также отличается от боковых листочков – шире и длиннее. На прикорневых листьях конечный листочек имеет почти почковидную форму. Цветки сердечника горького представляют собой кистевидные соцветия (щитковидные во время цветения), состоящие обычно из 15 (реже от 6 до 30) цветков. Чашелистики имеют овальную форму, длиной 3,5-4 мм. Лепестки обычно белого, иногда розового цвета. Пыльники фиолетовые, тычинки и лепестки имеют почти одинаковую длину.
В косо торчащих стручках одним шиловидным столбиком, длиной до 40 мм собраны семена длиной около 1 мм, имеющие короткоовальную форму, буро-желтого или рыжеватого цвета.