紫花苜蓿为多年生草本植物，寿命6～8年。根系为直根系，圆锥形，根系发达，主根入土深3～6米，深者可达10米，侧根主要分布在30厘米以内的土层中。根上端与茎相接处形成膨大的根冠，根冠上密生许多幼芽，茎枝及再生枝则由根冠上的幼芽形成。

紫花苜蓿根部着生着发达的根瘤，根瘤上共生根瘤菌。苜蓿茎秆直立或斜升，光滑或略带绒毛，具棱，略呈方形，茎多呈绿色，株高l米左右，茎上多分枝，分枝自叶腋生出。叶为三出复叶，小叶卵圆形或椭圆形，先端带锯齿。花为总状花序，腋生，花柄长4～5厘米，有小花20～30朵，花冠唇形，紫色。荚果螺旋形，2～4个螺旋，成熟时黑褐色，每荚含种子7粒左右。种子肾形，黄褐色，有光泽，下粒重2.3克。

紫花苜蓿喜欢温暖、半干旱到半湿润气候，因而多分布在长江以北地区。紫花苜蓿抗寒抗旱能力都很强，耐寒品种在冬季-20～-30℃的条件下均能安全越冬。紫花苜蓿喜温暖气候，日均温15～25℃最适生长，高温和低温均对其生长不利，会造成休眠和生长停滞。

苜蓿由于根系强大，入土深，可利用土壤深层水分。因此，抗旱能力很强。苜蓿喜干燥，高温潮湿对其生长不利。苜蓿的抗旱性虽很强，但其需水量却很高，每形成1克干物质约需800克水，需水量较禾谷类作物高，苜蓿最适在年降水量500～800毫米的地区生长。降雨量超过1000毫米，则对苜蓿生长不利。在雨量稀少的干旱地区，为了使苜蓿高产稳产需进行灌溉。

苜蓿对土壤要求不严，沙土、黏土均可生长，但以深厚疏松、排水良好、富含钙质的土壤为最适。苜蓿生长最忌积水，地下水位应低于1米以下。苜蓿较耐盐碱，具有降低土壤盐分的功效，可开发、利用和改良盐碱地。