Овсяница луговая — многолетний рыхлокустовый верховой злак.
Встречается на плодородных лугах, опушках лесов чаще, чем тимофеевка луговая.
Состоит из малооблиственных генеративных побегов и укороченных вегетативных побегов с большим количеством прикорневых листьев. Первые из них — высотой 40—120 см, прямые, иногда коленчатоизогнутые, круглые, гладкие. Листья длинные (50 см и более), довольно широкие (4— 8 мм), плоские, мягкие, ярко-зеленые, с блестящей нижней
стороной и шероховатой с хорошо заметными жилками верхней стороной. У основания они переходят в сравнительно длинные серповидные ушки, обнимающие стебель. Влагалища открытые, гладкие, голые, у нижних листьев часто окрашены в антоцианово-красный или коричнево-красный цвет. Язычок очень короткий (до 1 мм), по краю ровный или тупозубчатый.
Соцветие — продолговатая, длиной около 20 см, более или менее односторонняя метелка, которая до и после цветения сжатая, а во время цветения раскидистая. На ее ветвях имеется по 4—6 колосков и только на нижней, самой короткой, ветке — 1— 3 колоска. Колоски продолговатые (9—15 мм), желто-зеленые или с фиолетовым оттенком, имеющие 3—13, чаще 7—8 цветков.
Семена ланцетовидной формы, зеленовато-серые, достаточно крупные, сыпучие. По внешнему виду, цвету и размеру очень похожи на семена райграса пастбищного. Отличаются по стерженьку (частички колосовой оси). Стерженек у овсяницы луговой круглый, тонкий, длинный, иногда немного отодвинут от зерновки, у райграса пастбищного — сплющенный, толще и короче, в верхушке будто отрублен, к зерновке прижат прямо. Длина семян — 4,8—8 мм, ширина — 0,9—1,8, толщина — 0,6—1,2 мм. Масса 1000 семян — 2 г.
Овсяница луговая имеет хорошо развитую мочковатую корневую систему. Отдельные корни проникают на глубину до 50 см и более, однако большинство расположено в верхнем (до 20 см) слое почвы. По сравнению с тимофеевкой корни овсяницы луговой несколько глубже проникают в почву, и поэтому она устойчивее к засухе.
Овсяница луговая — растение плодородных почв. Более подходят для нее почвы умеренной влажности, богатые перегноем, рыхлые суглинки. Также хорошо растет она на осушенных низинных торфяниках, достаточно влажных супесях, за исключением переувлажненных, сухих, очень кислых и бедных почв.
Овсяница луговая сравнительно морозостойкая, хорошо переносит весенние заморозки, а также кратковременное затопление. Отзывчива на удобрения и орошение, вместе с тем склонна к полеганию. После стравливания и скашивания хорошо отрастает.