顶叶冷水花，多年生小草本，无毛，块茎圆锥状，棕褐色，长5-10毫米，粗3-4毫米，有时地下茎的节也膨大成圆锥状。
茎肉质，纤细，高3-12厘米，粗约1毫米，茎下部的节间较长，裸露，近顶部的节间极短。
叶近膜质，集生于茎顶部，常4-6叶近轮生，或对生，同对的不等大，卵形至卵状披针形或椭圆状披针形，长0.8-4厘米，宽0.5-1.4厘米，先端渐尖或长渐尖，基部心形或钝圆，边缘有锯齿，近齿尖在下面有一腺点，钟乳体条形，长约0.2毫米，在下面稍明显，基出脉3，侧出的一对弧曲，伸达上部与侧脉网结或达近先端齿尖；
叶柄长1-7毫米；
托叶，三角形，先端钝圆，长约1毫米，宿存。
花单性，稀两性，雌雄异株或同株；
花序单一，自顶部叶腋生出，少数几朵花紧缩成头状或近头状，花序梗纤细，长0.5-2厘米。
两性花：花被片3，卵形，长约1.5毫米，外面近先端处有短角突起；
雄蕊3；
子房椭圆形，长约0.8毫米。
雄花在芽时长约1.8毫米，花梗长1-1.5毫米；
花被3-4，卵形，外面近先端处有短角；
雄蕊3-4；
退化雌蕊长圆锥形。
雌花花被片3，不等大，果时中间一枚近船形，长及果的一半，侧生二枚三角状卵形，比中间的一枚短1-2倍；
退化雄蕊不明显。
瘦果卵形，稍扁，顶端歪斜，长1-1.2毫米，光滑。
花期6-7月，果期7-9月。
