Общая длина водяной агамы до 1 м, при этом почти 70 см приходится на хвост. Самки немного меньше самцов. На шее, спине и основании хвоста у самцов расположен гребень из высоких роговидных чешуй. Основная окраска изумрудно-зелёная, более яркая у самцов. Нижняя челюсть с розовым оттенком. Под горлом у самцов есть участок оранжевого или жёлтого цвета. Хвост уплощён с боков, с зелёными и бурыми поперечными полосами в виде колец. Агамы пользуются своим длинным хвостом для сохранения равновесия при лазании по ветвям и как веслом при плавании, а также как хлыстом, когда отбиваются от хищников.