水熊体型极小，50微米到1.4毫米不等，一般需要放大工具才能观察清楚。身体具4对短粗的附肢，附肢末端有爪，行动迟缓。体表具表皮（不含几丁质）并定期脱落。其腹面平坦，背面隆起，两侧有4对具爪的腿，通过匍匐爬行缓慢运动。雌雄异体，是卵生的，直接发育，活性污泥中存在少量水熊。

水熊通体透明，呈无色、黄色、棕色、深红色或绿色。它们的颜色主要是由于食物而得来的。它们食入含类胡萝卜素的食物，类胡萝卜素可以在各器官沉积。

水熊是缓步动物的俗称，主要生活在淡水的沉渣、潮湿土壤以及苔藓植物的水膜中，少数种类生活在海水的潮间带。水熊有900余种，其中许多种是世界性分布的，遍布北极、热带、深海、温泉。在喜马拉雅山脉(6000m以上)或深海(4000m以下)都可以找到它们的踪影。此外人类还首次发现水熊可在真空中生存。