Hvit nøkkerose er en flerårig, vannlevende plante med tykk jordstengel og store, runde flyteblader med bladskaft som kan bli opptil 3 meter lange. Bladene har karakteristiske sprikende fliker.

Planten blomstrer fra juni til september med store, hovedsakelig hvite blomster (10-20 cm) med mange gule pollenknapper på vannflaten. De duftende blomstene har 20 eller flere kronblad, Knoppene er runde. Frukten er en svampet kapsel og modnes under vannflaten.

Det finnes også en spennende variant av hvit nøkkerose som har rosa til røde kronblader. Opphavet til denne varianten er en naturlig mutasjon som først ble beskrevet i den lille sjøen Fagertärn i Tivedens Nationalpark i Närke i Sverige i 1856. Denne røde varianten regnes som en underart med det latinske navnet N. alba purpurea.

Men, også i Norge er det rapportert om røde individer eller populasjoner av nøkkeroser. Så sent som i 1997 ble det oppdaget røde nøkkeroser i Stordammen ved Fredrikstad, Østfold fylke. Også på Nærøy i Nord-Trøndelag finnes det røde nøkkeroser, noe som viser at mutasjoner som endrer blomsterfarge fra tid til annen oppstår naturlig innenfor slekten Nymphaea.

Planten er å finne i eutrofe (næringsrike) sjøer, tjern, kanaler og langsomt rennende elver med røttene godt festet i mudderet på bunnen. Hvit nøkkerose danner ofte store bestander og kan enkelte steder fullstendig dekke til vannflaten med sine store flyteblader.

Hvit nøkkerose er vanlig på Øst-, Sør- og Vestlandet, men finnes også spredt videre nord til Troms.