紫花苜蓿为豆科多年生草本植物。根系发达，主根入土深，在疏松深厚的土壤中，可达3-4米，侧根较少。60％-70％的根系分布于0-30厘米土层。根部共生根瘤菌，常结有较多的根瘤。由根颈处生长新芽和分枝，一般有25-40个分枝，多者达100个以上。
株高100-150厘米。茎直立或斜上，光滑，菱形，较柔软，粗2-4毫米。水分温度适宜时，分枝有数十条，开花后期能有第2、第3次新枝生长，适时收割，能刺激分枝生长。
三出羽状复叶，小叶长圆形，顶端的一片稍大，小叶先端略凹，为一针状物。蝶形花，各花在主茎或分枝上集生为总状花序。花蓝色或紫色，异花授粉，虫媒为主。荚果螺旋形，不开裂，盘旋2-4叠，每荚有种子2-8粒。种子肾形，黄色或黄绿色，千粒重1.5-2克。种子有硬实现象，经处理才能发芽。
