紫花苜蓿是豆科苜蓿属多年生草本植物，根系发达，主根入土深达数米至数十米；根颈密生许多茎芽，显露于地面或埋入表土中，颈蘖枝条多达十余条至上百条。茎秆斜上或直立，光滑，略呈方形，高约100～150厘米，分枝很多。叶为羽状三出复叶，小叶长圆形或卵圆形，先端有锯齿，中叶略大。总状花序簇生，每簇有小花20～30朵，蝶形花有短柄，雄蕊10枚，1离9合，组成联合雄蕊管，有弹性；雌蕊1个。荚果螺旋形，2～4回，表面光滑，有不甚明显的脉纹，幼嫩时淡绿色，成熟后呈黑褐色，不开裂，每荚含种子2～9粒。种子肾形，黄色或淡黄褐色，表面有光泽，陈旧种子色暗；千粒重1.5～2.3克，每千克约有30～50万粒。

株高1米左右，株形半直立，轴根型，扎根很深。单株分枝多，茎细而密，叶片小而厚，叶色浓绿，花深紫色，花序紧凑；荚果暗褐色，螺旋形，2－3圈；种子肾形，黄色，千粒重1.8克左右。抗旱性强，抗寒性中等，开花比关中苜蓿约晚7－I0天，比新疆大叶苜蓿早10天左右。陇东苜蓿产草量高，尤其是第一茬草产量高，一般头茬草占总产量的55%、二茬占31%、三茬占14%左右。一般旱地鲜草产量2000－4000公斤/亩，水浇地每亩可达5000公斤以上。由于含水分少，干草产量高，草地持久性强，长寿。缺点是收割后再生速度较慢。陇东苜蓿是旱作条件下的高产品种,只宜在降水量适中的旱作地区推广。

多年生豆科牧草，紫花苜蓿抗逆性强，适应范围广，能生长在多种类型的气候、土壤环境下。性喜干燥、温暖、多晴天、少雨天的气候和高燥、疏松、排水良好，富含钙质的土壤。最适气温25～30℃；年降雨为400～800毫米的地方生长良好，越过1000毫米则生长不良。年降雨量在400毫米以内，需有灌溉条件才生长旺盛。夏季多雨湿热天气最为不利。紫花苜蓿蒸腾系数高，生长需水量多。每构成1克干物质约需水800克，但又最忌积水，若连续淹水1～2天即大量死亡。紫花苜蓿适应在中性至微碱性土壤上种植，不适应强酸、强碱性土壤，最适土壤pH值为7～8，土壤含可溶性盐在0.3%以下就能生长。在海拔2700米以下，无霜期100天以上，全年≥10℃积温1700℃以上，年平均气温4℃以上的地区都是紫花苜蓿宜植区。紫花苜蓿属于强光作用植物，刚开展的叶片同化二氧化碳的最大量每小时每平方米为70毫克；叶片的淀粉含量昼夜变幅大，干重从上午的8%增加至日落时的20%，其后含量急剧下降，叶片是进行光合作用的场所，一个发育良好的苜蓿群体叶面积指数通常为5，每平方米有中等大小的叶片5000～15000个。

紫花苜蓿茎叶中含有丰富的蛋白质、矿物质、多种维生素及胡萝卜素，特别是叶片中含量更高。紫花苜蓿鲜嫩状态时，叶片重量占全株的50%左右，叶片中粗蛋白质含量比茎秆高1～1.5倍，粗纤维含量比茎秆少一半以上。在同等面积的土地上，紫花苜蓿的可消化总养料是禾本科牧草的2倍，可消化蛋白质是2.5倍，矿物质是6倍。