形态特征

一年生浮水或半挺水草本。根二型：着泥根細長，黑色，呈鐵絲狀，生水底泥中；同化根（photosynthetic roots）由托葉邊緣演生而來，生于沉水葉葉痕兩側，對生或輪生狀，呈羽狀絲裂，淡綠褐色，不脫落，是具有同化和吸收作用的不定根。莖常細長柔軟，分枝，出水後節間縮短。

葉二型：沉水葉互生，僅見于幼苗或幼株上，葉片小，寬圓形，邊緣有鋸齒，葉柄半圓柱狀、肉質、早落；浮水葉互生或輪生狀，先後發出多數綠葉集聚于莖的頂部，呈旋疊蓮座狀鑲嵌排列，形成菱盤，葉片菱狀圓形，邊緣中上部具凹圓形或不整齊的缺刻狀鋸齒，邊緣中下部寬楔形或半圓形，全緣；葉柄上部膨大成海綿質氣囊；托葉2枚，生沉水葉或浮水葉的葉腋，卵形或卵狀披針形，膜質，早落，着生在水下的常演生出羽狀絲裂的同化根。

花小，兩性，單生于葉腋，由下向上順序發生，水面開花，具短柄；花萼宿存或早落，與子房基部合生，裂片4，排成2輪，其中1片、2片、3片或4片膨大形成刺角，或部分或全部退化；花瓣4，排成1輪，在芽内呈覆瓦狀排列，白色或帶淡紫色，着生在上部花盤的邊緣；花盤常呈雞冠狀分裂或全緣；雄蕊4，排成2輪，與花瓣交互對生；花絲纖細，花藥背着，呈丁字形着生，内向；雌蕊，基部膨大為子房，花柱細，柱頭頭狀，子房半下位或稍呈周位，2室，每室胚珠1顆，生于室内之上部，下垂，僅1胚珠發育。

果實為堅果狀，革質或木質，在水中成熟，有刺狀角1個、2個、3個或4個，稀無角，不開裂，果的頂端具1果喙；胚芽、胚根和胚莖三者共形成一個錐狀體，藏于果頸和果喙内的空腔中，胚根向上，位于胚芽之一側而較胚芽為小，萌發時由果喙伸出果外，果實表面有時由花萼、花瓣、雄蕊退化殘存而成各形結節物和形成刺角。

種子1顆，子葉2片，通常1大1小，其間有一細小子葉柄相連接，較大一片萌發後仍保留在果實内，另一片極小，鱗片狀，位于胚芽和胚根之間，随胚莖伸長而伸出果外，有時亦有2片子葉等大的，萌發後，均留在果内；胚乳不存在。開花在水面之上，果實成熟後掉落水底；子葉肥大，充滿果腔，内富含澱粉。

分布

本科僅有1屬，約30種和變種。分布于歐亞及非洲熱帶、亞熱帶和溫帶地區，北美和澳大利亞有引種栽培。我國有15種和11變種，産于全國各地，以長江流域亞熱帶地區分布與栽培最多。

相關物種

關于菱科的分類歸屬，曆史上各學者曾有不同的看法。1828年比利時分類學家Dumortier在Anal. Fan.學報上曾正式采用Trapaceae科名。1879年由英國植物學家Hook f.在《英屬印度植物志》（Flora of British India）中曾歸在柳葉萊科（Onagraceae)中。1898年由Engler和Prantl主編的《植物自然分類志》（Die Naturliche Pflanzenfamilien）曾采用Hydrocaryaceae科名。1921年在 《印度支那植物志》（Flora Genealed'Indochina）中又改為Oenotheraceae科名。

但由于菱屬Trapa L.植物子房2室，每室1胚珠，果為堅果狀之差異，所以不少學者主張把它獨立出來而自成一科，如1951年後有美國康奈爾大學Lawrence, 1969年英國J. Hutchinson在《有花植物志屬》（Genera of Flowering Plants），前蘇聯A. Takhtajan（1980），美國A. Cronquist（1981）等及我國多數學者都沿用Trapaceae科名至今。

菱科、桃金娘科、千屈菜科和柳葉菜科均屬于桃金娘目。菱科植物花單生于葉腋，兩性，整齊，四基數，子房半下位且稍呈周位，在第三紀上新世北半球地層中曾發現過化石。而千屈菜科Lythraceae花既有單生，也有構成聚傘或圓錐花序，兩性整齊或不整齊，一般為4、6或8基數，子房明顯周位，化石見于老第三紀和新第三紀。

故Miki認為菱科植物最早是由桃金娘科Myrtacee和千屈菜科逐步演化過來的。從這三個科的特征來看，三者的共同點是：異被花、離瓣、雄蕊多數、萼管狀及心皮也完全合成一花柱。應該說，它們是有一定的親緣關系的。但從地史年代、習性、形态特征，菱科植物應較千屈菜科為進化。而柳葉菜科花四基數、子房下位、胚珠多數、陸生等特征不同于菱科，而在某些方面又較菱科為進化。

下級分類

僅有菱屬1屬30種，分布于歐洲中部、東南部，亞、非兩洲的溫帶和熱帶。中國常見的有自生的野菱（果小,具4個刺狀角）及栽培的三角菱（果兩角水平展開），烏菱（果兩角水平展開，尖端向下彎曲），南湖菱（果無刺狀角）等。

菱屬 Trapa L.

無角菱 Trapa acornis Nakano、弓角菱 Trapa arcuata S. H. Li et Y. L. Chang、烏菱 Trapa bicornis Osbeck、菱 Trapa bispinosa Roxb.、四角刻葉菱 Trapa incisa Sieb. et Zucc. var. quadricaudata Gluck.、丘角菱 Trapa japonica Flerow、冠菱 Trapa litwinowii V. Vassil、四角大柄菱 Trapa macropoda Miki、四瘤菱 Trapa mammillifera Miki、東北菱 Trapa manshurica Flerow、細果野菱 Trapa maximowiczii Korsh.、Trapa natans L.、八瘤菱 Trapa octotuberculata Miki、格菱 Trapa pseudoincisa Nakai、四角菱 Trapa quadrispinosa Roxb.

用途

菱肉（子葉）富于澱粉，供生食或熟食，制成菱粉，作營養品服食，可健力益氣。花、菱殼以及莖、葉亦供藥用。

本科和柳葉菜科有密切關系，過去曾歸入柳葉菜科。

本科的化石見于北美、阿拉斯加及西伯利亞的晚白垩世至第三紀。