Cette plante herbacée vivace d’apparence charnue produit des fleurs d'un jaune éclatant, d’un diamètre de 5 à 7 cm. Comme son nom l’indique, il s’agit d’une espèce typique des rives et des milieux humides.
Le populage des marais atteint généralement une hauteur de 20 à 50 cm. Sa tige creuse porte des feuilles rondes, dentées et luisantes, en forme de cœur ou de rein.
Les fleurs possèdent 5 à 9 sépales, qui sont de la même forme et de la même couleur jaune que les pétales.
Le fruit, appelé follicule, est un petit fruit sec qui s’ouvre à maturité pour libérer plusieurs graines. Celles-ci sont petites (1.5 à 2 mm), lisses, de couleur brun clair à brun foncé et de forme ovoïde.
Le nom commun de l’espèce « populage » provient du vieux français. Il tirerait son origine du mot latin populus (peuplier), en référence aux milieux humides dans lesquels les peupliers et le populage évoluent.