Der Wasserschierling kann bis zu 1,50 m groß werden und besitzt eine knollenartig verdickte Rhizomknolle, die hohl ist und durch Querwände gekammert erscheint. Solche Luftkammern dienen als Anpassung an den sauerstoffarmen, schlammigen Untergrund. Seine Zellen weisen 11 oder 22 Chromosomen auf. Er bildet zwei- und dreifach gefiederte Blätter aus, deren Fiederabschnitte lineal lanzettlich geformt und scharf gesägt sind. Die Einzelblüten stehen in einer 10- bis 20-strahligen Doppeldolde. Die Hüllblätter der Dolde fehlen. Die einzelnen Döldchen sind reichblütig und weisen zahlreiche Hüllchenblätter auf. Die Früchte sind nur etwa 2 mm breit, fast kugelig geformt und charakteristisch gerippt.
Sämtliche Pflanzenbestandteile des Wasserschierling sind stark giftig, insbesondere die durch Luftkammern schwimmfähigen Knollen
Die Giftigkeit wird durch Polyine, insbesondere das Cicutoxin, verursacht. Nach Verzehr bereits geringer Mengen kann der Tod infolge Atemlähmung eintreten. Nach einem alten preußischen Gesetz sollte die Pflanze wegen ihrer Giftigkeit ausgerottet werden
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