ข่อยน้ำเป็นไม้พุ่มหรือไม้ต้น สูง ๒-๔ ม. มียางขาว กิ่งมีหนามแข็งตรง ยาวประมาณ ๑ ซม. ลำต้นสีเทาเข้ม เกลี้ยง มักแตกแขนงเป็นกิ่งสั้น ๆ มีหนามแข็งที่ปลายกิ่ง
ใบเดี่ยว เรียงเวียน รูปรี รูปไข่ หรือรูปใบหอกกลับ กว้าง ๑-๔.๕ ซม. ยาว ๒-๙ ซม. ปลายแหลมหรือเรียวแหลม โคนแหลมหรือเป็นรูปลิ่ม ขอบจักฟันเลื่อย โดยเฉพาะจากกลางใบถึงปลายใบ เส้นแขนงใบข้างละ ๘-๙ เส้น ปลายโค้งจรดกันใกล้ขอบใบ เห็นชัดเจนทางด้านล่าง ก้านใบยาว ๒-๕ มม. หูใบ ๑ คู่ รูปสามเหลี่ยม ปลายแหลมหรือเรียวแหลม ยาว ๒-๕ มม. ร่วงง่าย
ดอกแยกเพศต่างต้น มีแต่กลีบเลี้ยง ไม่มีกลีบดอก ช่อดอกเพศผู้ออกตามง่ามใบ เป็นช่อกระจุก ๑-๔ ช่อ แต่ละช่อกว้าง ๒-๕ มม. ดอกย่อยไม่มีก้านดอกยกเว้นดอกตรงกลางช่อ ช่อดอกมีใบประดับขนาดเล็กเรียงเป็นวง หรือออกเป็นช่อกระจะสั้น ๆ ก้านช่อดอกสั้นมาก ดอกย่อยมีก้านดอกยาวประมาณ ๒ มม. กลีบรวมโคนติดกันเป็นรูปถ้วย ปลายแยกเป็น ๔ แฉก เกสรเพศผู้ ๔ อัน ดอกเพศเมียเป็นดอกเดี่ยว ออกตามง่ามใบ สีเขียวอมเหลือง ก้านดอกยาว ๓-๖ มม. กลีบรวม ๔ กลีบ รูปไข่ปลายแหลม ยาว ๒-๕ มม. รังไข่อยู่เหนือวงกลีบ มี ๑ ช่อง มีออวุล ๑ เม็ด ก้านยอดเกสรเพศเมียยาวประมาณ ๑ มม. ยอดเกสรเพศเมียแยกเป็น ๒ แฉก ยาว ๑-๒ มม.
ผลแบบผลผนังชั้นในแข็ง รูปค่อนข้างป้อม กว้าง ๐.๕-๑ ซม. มีวงกลีบรวมซึ่งติดทนขยายใหญ่ขึ้นคล้ายใบ รูปไข่ ปลายเรียวแหลม กว้างประมาณ ๘ ซม. ยาวประมาณ ๒ ซม. คลุมผล เมล็ด ๑ เมล็ด
ข่อยน้ำมีเขตการกระจายพันธุ์ในประเทศไทยทั่วทุกภาค พบตามป่าในระดับต่ำใกล้ชายหาดทั้งในที่แห้งแล้งและใกล้แหล่งน้ำ ออกดอกและเป็นผลประมาณเดือนพฤษภาคมถึงกันยายน ในต่างประเทศพบที่อินเดีย ศรีลังกา พม่า ภูมิภาคอินโดจีน มาเลเซีย และอินโดนีเซีย.