Cette herbacée aquatique de petite taille, d’un diamètre de moins de 0,5 cm, forme des colonies flottant à la surface des eaux calmes. La petite lentille d’eau (Lemna minor) est caractérisée par l’absence de distinction claire entre la tige et les feuilles.
Les parties vertes, appelées thalles, sont petites (2 à 3 mm) et présentent une forme arrondie ou ovale. Elles sont regroupées par 3 ou 4. Leur face supérieure est verte lime et leur face inférieure vert plus pâle.
À la base de chaque thalle se trouve une seule racine flottante mesurant de 2,5 à 10 cm.