La diversificación de las plantas acuáticas está directamente relacionada con la aparición de las angiospermas. Los registros fósiles indican la presencia de especies de nenúfares a finales del Cretácico, período en el que debió producirse la radiación y ocupación de los más variados nichos por plantas con flores. Las flores de los fósiles son muy similares morfológicamente a las flores del nenúfar gigante del Amazonas, pero de tamaño reducido. Esta similitud puede apuntar a la ocurrencia de las primeras relaciones de polinización con insectos que ya se establecieron hace más de 90 millones de años.
La modificación más común entre las plantas acuáticas es la presencia de aerénquima. Este tejido especial es extremadamente poroso, lleno de canales de aire y puede ocurrir en hojas, raíces y tallos. Es a través del aerénquima que tiene lugar el intercambio de gases entre las porciones aérea y sumergida del cuerpo vegetal.
Las plantas acuáticas se pueden clasificar en:
- plantas sumergidas – son aquellos en los que toda la planta está bajo el agua. Se fijan al fondo a través de las raíces y se sumerge todo el tallo y las hojas. Las estructuras reproductivas son la única parte de la planta que aparece sobre la superficie del agua. Se encuentran comúnmente en pantanos poco profundos y en la costa, tienen una tasa de crecimiento lenta y pueden quedar expuestos si su hábitat sufre sequías o períodos de marea baja. Un ejemplo es el Lobellia dortmannauna hortaliza de hábito herbáceo;
- plantas parcialmente sumergidas (o helófitas) – son aquellos en los que la raíz está fijada al fondo, pero parte del tallo y las hojas quedan rígidamente expuestas por encima de la línea de flotación, como se observa en Lysichiton americanus. Algunas plantas, como la familia de Nymphaeaceae, tienen una raíz fijadora en el fondo, pero sus hojas flotan libremente en la superficie, siguiendo el flujo del agua. El ejemplo más conocido de este grupo son los nenúfares, que pueden ser pequeños o medir hasta dos metros de largo de hoja;
- plantas flotantes – son aquellas que no tienen fijación y se mueven junto con el flujo de agua. Su porción sumergida es pequeña, y sus hojas y tallos tienen gran cantidad de aerénquima, lo que le permite flotar. La lechuga de agua (estratiotas de pistia) es común en los ríos brasileños y se utiliza con fines religiosos.
Los hidrófitos son un componente importante de los ecosistemas acuáticos, sirviendo como recurso alimenticio y también como hábitat para muchos componentes de la fauna y la flora (las plantas epífitas pueden usarlos como soporte). A pesar de tener una relevancia económica baja, se utilizan con fines paisajísticos y también como alimento en algunas culturas. Estudios recientes han señalado el valor de estas plantas como bioindicadores de la calidad del agua y también su posible uso para la captación de contaminantes y tratamiento de residuos.