Клевер ползучий — многолетнее бобовое растение. Главный стебель укороченный, длиной 1—4 см.
Вместе с другими стелющимися и разветвляющимися боковыми стеблями он образует широкий низкий куст. Боковые стебли достигают 30—60 см длины; при соприкосновении с почвой в узлах укореняются, развивая розетки листьев, а иногда и генеративные побеги.
Листья тройчатые, на длинных (до 20 см) восходящих черешках, образующих со стелющимися стеблями прямой угол. Листочки мелкие (у некоторых сортов крупные), обратнояйцевидные, по краям мелкозубчатые, ярко-зеленые, чаще всего со светлыми пятнами на верхней стороне и с неопушенной блестящей нижней стороной. Прилистники крупные, заостренные.
Соцветие — шаровидная головка с длинным (15—20 см) цветоносом, в которой содержится 30—80 и более белых, иногда розоватых, цветков.
Плод — удлиненный, двух-четырех семенной бобик. Семена, как и у клевера гибридного, мелкие, сердцевидной формы, желтоватые, желтые, оранжевые, коричнево-желтые. Длина семян — 1—1,5 мм, ширина — 0,9—1,3 мм, толщина — 0,5—0,9 мм. Масса 1000 семян — 0,69 г.
Главный корень у клевера ползучего сильно разветвленный и довольно мощный, однако менее развитый, чем у клевера лугового и гибридного. Основная масса корней находится в пахотном слое.
В южных районах страны выращивается еще одна форма клевера ползучего — лоди. Этот клевер по морфологическим признакам не отличается от клевера ползучего, но имеет более крупные вегетативные органы. Черешки его достигают 50—60 см длины, поэтому он пригоден для сенокосного использования. После скашивания хорошо отрастает. Однако лодийский клевер отличается более низкой зимостойкостью и недостаточным долголетием.