Rễ cây hút nước và chất khoáng trong đất, nhưng cần phải có đủ không khí nó mới phát triển bình thường. Nếu rễ bị ngâm lâu trong nước, thiếu không khí nó sẽ ngừng sinh trưởng, thậm chí chết ngạt. Khi rễ đã chết thì thân cây cũng đổ theo. Nhưng rễ của cây thuỷ sinh lại khác. Chúng đã thích nghi hoàn hảo với môi trường "khó thở" này. Đặc điểm rõ nhất là chúng đều có thể hấp thụ ôxy trong nước, vẫn thở bình thường trong điều kiện ít ôxy.

Trong lớp vỏ rễ cây thuỷ sinh đều có những khoang rỗng tương đối lớn giữa các tế bào, thông với nhau thành một hệ thống dẫn khí. Đặc biệt, biểu bì rễ cây là một lớp màng mỏng mờ đục, cho phép lượng ôxy ít ỏi hoà tan trong nước thấm qua (thẩm thấu), vào trong rễ. Theo các khoang rỗng giữa các tế bào, ôxy được phân tán đi khắp rễ, cung cấp đầy đủ dưỡng khí cho bộ phận này hô hấp.

Ngoài ra, để thích nghi với môi trường nước, một số thực vật thuỷ sinh còn có cấu tạo đặc biệt. Ví dụ loài sen. Tuy chúng sống trong bùn, một môi trường rất yếm khí, hô hấp tự nhiên gặp khó khăn, nhưng trong ngó sen lại có rất nhiều lỗ to nhỏ khác nhau. Những lỗ này ăn thông với các lỗ trên cuống lá, đồng thời trong lá lại có nhiều khoang rỗng ăn thông với khí khổng của lá. Vì vậy ngó sen tuy nằm sâu trong bùn nhưng vẫn sống bình thường nhờ tự do thở qua mặt lá.

Một ví dụ khác là củ ấu, rễ của nó cũng mọc trong bùn, nhưng cuống lá phình to, hình thành rất nhiều túi khí, chứa đủ khí để cho rễ thở. Hay như bèo ong, dưới lá có rất nhiều rễ củ. Kỳ thực không phải rễ thật mà là biến dạng của lá, đảm nhiệm tác dụng của rễ.

Lớp biểu bì của thân thực vật thuỷ sinh cũng có tác dụng như rễ. Lớp cutin (vốn giữ cho khỏi mất nước ở mặt lá) không phát triển hoặc hoàn toàn không có. Tế bào lớp vỏ chứa chất diệp lục có khả năng quang hợp, tự tạo chất hữu cơ. Nhờ có thể hô hấp bình thường, lại có “thức ăn để ăn”, nên thực vật thuỷ sinh có thể sống lâu dài trong nước mà không bị thối rữa.

Lớp biểu bì trên thân các loại thực vật thủy sinh cũng có tác dụng như rễ. Trong tế bào lớp vỏ này có chưa chất diệp lục có khả năng quang hợp và tạo ra chất hữu cơ, là nguồn dinh dưỡng nuôi cây. Vì có thể hô hấp qua rễ ngập nước và có khả năng tự tạo nguồn dinh dưỡng nên thực vật thủy sinh có thể sống dài lâu trong nước mà không bị thối rữa.