Однолетние, полупаразитные растения, голые или опушённые. Корни слабые, неглубокие, но на них имеются корневые присоски, которыми марьянник присасывается к другим растениям и высасывает из них воду и питательные вещества.
Листья зелёные, супротивные, ланцетные, линейные или яйцевидные, большей частью остроконечные, цельнокрайные или верхние при основании вырезанные, почти сидячие или на коротких, 1—2 мм длиной черешках.
Цветки более-менее крупные, сидячие или на голых или опушённых цветоножках в пазухах крупных прицветников, собранные вверху стебля и его ветвей в колосовидные или кистевидныесоцветия. Прицветники яйцевидно- или линейно-ланцетные, большей частью по бокам вырезанно-зубчатые или щетинково-зубчатые, редко цельнокрайные. Чашечка трубчато-колокольчатая, четырёхзубчатая, голая или опушённая, верхние зубцы иногда крупнее, все заострённые, редко тупые. Венчик двугубый, голый или большей частью коротко опушённый, с цилиндрической, тонкой, наверху постепенно расширяющейся, выставляющейся, в основании немного расширенной трубкой; верхняя губа шлемовидная, сжатая с боков, с узкими, отвороченными наружу краями; нижняя губа немного превышает верхнюю, оттопыренная, в основании с двумя бугорками (выпуклинами) и тремя короткими, равными лопастями наверху. Тычинок четыре, из них две более длинные, прикреплённые в верхней части трубки; пыльники сближенные, почти вертикальные, двугнёздные, гнёзда при основании с остроконечными придатками, по верхнему краю длинно бородатые. Пестик один, с двугнёздной завязью и нитевидным, длинным, загнутым наверху столбиком, гладким или в верхней части опушённым, с головчатым рыльцем.
Коробочка сплюснутая, яйцевидная или полушаровидная, гладкая или покрытая маленькими волосками, тупая или остроконечная, двугнёздная, гнёздоразрывная, вскрывается с одной передней стороны или с двух сторон, с одним или двумя семенами в каждом гнезде. Семена 4 мм длиной, 1,5—2 мм шириной, эллиптические или продолговатые, почти трёхгранные, гладкие, с присемянником.
Наиболее известный на территории России вид — марьянник дубравный (Melampyrum nemorosum), или Иван-да-Марья.
Марьянник, поселяясь рядом с муравейником, рассыпает вокруг свои семена, похожие на муравьиные куколки. Муравьи, принимая их за своё потомство, утаскивают в свои норки, где эти семена и прорастают, окружённые заботой муравьёв. Муравьи же питаются мясистыми придатками (элайосомами), которыми снабжены семена марьянника.[источник не указан 98 дней]
