紅三葉是豆科三葉草屬多年生草本植物。主根深埋；側根發達，多分布在表土中；根部有許多粉紅色的結節。根頸略低於表層土。主莖有10 ~ 48個分枝，叢生，直立或半直立。莖的高度壹般在80 cm左右。植物表面有稀疏的毛發。三片掌狀復葉，互生葉，葉柄長，葉卵圓形或卵圓形，邊緣有絨毛和不明顯的細齒，葉表面中央有白色或灰色V形斑紋，少數無V形斑紋。托葉卵形，急劇退化為壹個長的，纖細的末端。緊密的頭狀花序，幾乎無梗，花冠深紅色或紫紅色。花序兩側有兩片無柄葉，由約100朵小花組成。花冠長度為1.4 ~ 1.95厘米；導管長0.85 ~ 0.95厘米，每個花頭有32 ~ 52粒種子。莢果近卵形，每個莢果壹般含1粒種子。種子腎形，棕黃色或紫色，千粒重1.5 ~ 2g。
紅三葉是異花授粉植物，也是蟲媒花。喜溫暖濕潤氣候，生長適宜溫度為15 ~ 25℃。年降雨量700 ~ 2000 mm以上，夏天不熱，冬天最適合生長。抗寒性強，冬季能抵禦-8℃的低溫，最低氣溫低於-15℃時不易越冬。耐陰性和耐濕性也強，耐熱性差。夏季氣溫超過35℃時，生長受到抑制，晝夜溫差小，常導致紅三葉死亡。春夏秋三季生長旺盛，青刈期長，產量高，可為牲畜提供優質飼草。秋末冬初停止生長。對土壤要求不嚴格，粘土、壤土、砂壤土、中性或微酸性土壤都適合紅三葉生長。