Люцерна — растение ярового типа развития. При весеннем подпокровном посеве она растет очень медленно и полного развития достигает только на второй год жизни.
При благоприятных условиях беспокровный весенний посев может дать 1-2 укоса сена или урожай семян. Из семени вначале вырастает лишь один стебелек, затем из почек, расположенных на корневой шейке, образуются новые побеги. В первый год жизни у люцерны более интенсивно нарастает подземная масса по сравнению с надземной. К концу первого месяца вегетации корневая система в беспокровных посевах достигает глубины 40-60 см. Каждый стебель живет не более одного года, а при многоукосном использовании всего несколько недель. Вегетативное возобновление этой культуры связано с жизнедеятельностью корневой шейки и расположенных на ней почек. Поэтому при скашивании или стравливании посевов нужно строго следить за ее сохранностью.
Продолжительность вегетации от всходов до созревания семян в первый год жизни при весеннем посеве в степи и лесостепи составляет 130-140 дней, во второй и последующие годы —110-120 дней. При весеннем беспокровном посеве наступление основных фаз отмечается через следующее количество дней: всходы (10-12), ветвление (35-40), бутонизация — (61-65), цветение — (75-80) и созревание — (130-140). При летнем посеве (середина июля) появление всходов отмечается на 7-8-й, ветвление — на 22-25-й день. На второй год жизни у весеннего посева наступление основных фаз отмечается через следующее количество дней: ветвление — (26-28), бутонизация — (40-42), цветение — (50-52) и созревание — (115-120). При беспокровном посеве у люцерны первого года жизни отмечаются следующие фенологические фазы: всходы, появление настоящего тройчатого листа, ветвление, бутонизация, цветение, плодоношение и созревание семян. На посевах второго и последующих лет жизни — начало весеннего отрастания, ветвление, бутонизация, цветение, плодоношение и созревание семян. При возделывании ее на корм общий вегетационный период ограничивается примерным переходом среднесуточной температуры воздуха через +5°С весной и осенью, а продолжительность формирования каждого укоса может заканчиваться в фазе бутонизации или цветения. Продолжительность жизни люцерны в благоприятных условиях при сенокосном использовании может достигать 15-20 лет и более, но обычно ее возделывают 2-3 года в полевых севооборотах, 3-4 года в кормовых и 5-6 лет на выводных полях.
Люцерна считается растением длинного дня. Она более светолюбива, чем клевер луговой, и при подсеве под покров мощно развитых хлебов изреживается намного сильнее. Семена ее начинают прорастать при температуре около +3°С, но оптимальной считается + 18-20°С. Всходы могут переносить заморозки до -6°С. В зимний период при хорошем снежном покрове растения выдерживают морозы до -30 — -40°С. По морозоустойчивости она превосходит клевер луговой. У зимостойких сортов розетка листьев распластанная, у незимостойких — прямостоячая, а у среднезимостойких — полуприподнятая. Зимостойкость во многом определяется сроком последнего скашивания. Установлено, что для лучшей перезимовки этой культуры очень важно последний укос проводить не позднее, чем за 30-40 дней до наступления устойчивых морозов. За это время она успевает отрасти, сформировать розетку и накопить достаточное количество запасных питательных веществ. Значительно повышает зимостойкость также известкование кислых почв и внесение фосфорно-калийных удобрений осенью. Эта культура считается типичным мезофитом. Для хорошего роста и развития она нуждается в достаточном обеспечении влагой. Она очень отзывчива на орошение и по потреблению воды ее ставят на второе место после риса. Люцерна синегибридная переносит затопление полыми водами не более 10-12 дней, а желтогибридная и желтая до 25-30. В то же время она более засухо- и жароустойчива по сравнению с клевером луговым. Высокая засухоустойчивость её определяется очень мощной и глубоко проникающей корневой системой. Растения потребляют влагу, как из почвенного, так и из подпочвенного слоев.
Люцерна хорошо растет на высокоплодородных и рыхлых почвах, лучшими для нее считаются черноземы. Она плохо удается при высоком уровне грунтовых вод, а также на каменистых почвах. Люцерна не переносит высокой кислотности, при этом клубеньки на корнях почти не развиваются. Оптимальная рН для нее 6,5-7,0. Эта культура потребляет из почвы большое количество питательных веществ, что связано с ее способностью давать большие урожаи высокобелковой зеленой массы. На образование 1 т сена люцерна потребляет примерно 6 кг фосфора, 17-20 кг калия, а также много кальция и магния.