Representantes dessa ordem possuem risomas delgados, que é usado para fixação dessa plantas que vivem em ambientes aquáticos, lamacentos ou úmidos. O gênero mais conhecido, Marsilea, conhecido popurlamente como trevo-de-quatro-folhas, apresenta folha composta constituída por quatro folíolos/pinas. As espécies de Marsileales possuem uma estrutura reprodutiva peculiar resistente à seca, o esporocarpo, que pode resistir a estas condições por até cem anos. Os esporocarpos germinam em contato com água, produzindo uma série de soros contendo esporos. As plantas são leptosporangiadas e heterosporadas, sendo que microsporângios e megasporângio estão presentes no mesmo soro. Estudos mais recentes envolvendo filogenia molecular incluem a ordem Marsileales como uma familía salviniales.
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