Sous l'appellation luzerne on classe deux espèces botaniques et leurs hybrides. Ces deux espèces, Medicago sativa et Medicago falcata, sont adaptées à des conditions écologiques différentes.
Elles sont interfertiles et leurs croisements ont donné naissance à une très large gamme d'hybrides. Ces hybrides sont souvent confondus avec l'espèce Medicago sativa proprement dite. Ils forment les populations naturelles des pays mais aussi des variétés créées par des sélectionneurs pour des utilisations déterminées.

Medicago falcata est une plante rustique dont les exigences nutritives sont modestes. Elle est remarquablement résistante au froid, mais elle produit moins de rendement et moins de graines que M. sativa.
Les hybrides entre les deux espèces ont des caractères morphologiques intermédiaires. Les couleurs des fleurs de luzerne sont très diversifiées. La plus fréquente chez les M. sativa est le mauve-violet alors que les M. falcata ont des fleurs jaunes. Le trait le plus caractéristique de l'hybridation est la bigarrure des fleurs, consistant en un changement de teinte au cours de l'épanouissement. Les hybrides sativa x falcata, englobés sous le nom de Medicago x varia ou Medicago media présentent une large palette de couleur depuis le violet foncé jusqu'au blanc en passant par le mauve, le pourpre, le crème ou le jaune.

Plus on s'éloigne des régions chaudes en se rapprochant des régions tempérées plus froides, plus les caractères falcata prennent le dessus sur les caractères sativa dans les populations de luzerne.