La luzerne est une dicotylédone. A la levée vont d'abord émerger deux cotylédons. La première feuille est unifoliée, les feuilles suivantes sont composées de trois folioles rattachées à la tige par un pétiole.
Elles sont dites trifoliées. Au cours de son développement la première tige grandit en produisant des feuilles alternées. Le bourgeon axillaire de la première feuille unifoliée se développe ensuite pour donner une tige secondaire. Deux autres tiges secondaires démarrent à sa suite depuis le niveau des cotylédons.

Les luzernes de type non dormant (type Provence) produisent plus de tiges secondaires à partir du niveau des cotylédons que les types dormants dont la croissance est stoppée en hiver. C'est cet ensemble de tiges qui va former le collet.

Les jeunes plantes qui ne sont pas récoltées produisent également des tiges secondaires depuis les bourgeons axillaires des premières feuilles trifoliées. La luzerne développe dans le même temps une racine pivotante principale et des racines secondaires plus ou moins ramifiées. Les types résistants au froid ont des systèmes racinaires plus fasciculés en raison de leur origine falcata.

Le développement des tiges suit un ordre précis, on distingue des tiges primaires, secondaires et tertiaires.

La mise à fleur chez la luzerne peut se réaliser quelles que soient les températures et les photopériodes. Un régime de jours longs amène cependant une mise à fleur plus rapide.