Морфологічні ознаки. Морфологія рослини ячменю, разом з будовою квітки, типова для колосових злаків. Переважно висота рослини менша, ніж у пшениці, але стебло менш міцне, схильне до вилягання, що є одним з недоліків цієї культури. Пластинка верхнього (прапорцевого) листа не має такого важливого значення у забезпеченні колоса пластичними речовинами як у пшениці, але зате піхва його розвинута дуже добре. Ячмінь сильно (більше, ніж інші культурні злаки) кущиться, але зустрічаються і менш схильні до кущення форми. Грубі, до того ж у більшості випадків зазубрені вустюки також відносяться до недоліків ячменю. У багатьох сортів вони погано відокремлюються від зерна.
Біологічні особливості. У ячменю є як ярі, так і озимі форми, а також дворучки, тобто форми, які можна сіяти і восени, оскільки вони мають достатню зимостійкість, і весною, коли вони виколошуються одночасно з ярими сортами. Типово озимі, тобто такі, що не виколошуються при весняному посіві, зустрічаються рідко. Переважно озимий ячмінь виколошується при весняному посіві, але дуже пізно. Яровизація його відбувається в інтервалі температур 0 – 120С. Озимий ячмінь менш морозостійкий, ніж озима пшениця і тим більше жито. Кращі за морозостійкістю форми переносять короткочасні пониження температури на рівні вузла кущення до мінус 140С.
Насіння ячменю здатне проростати при 1 – 20С. Сходи витримують короткочасне пониження температури дл мінус 80С.
Серед зернових ячмінь – найбільш ранньостигла, найбільш посухостійка і солевитривала культура. Погано переносить перезволоження і кислі грунти. Зрозуміло, це лише загальна характеристика: діапазон сортових відмінностей достатньо широкий. Вегетаційний період ячменю коливається від 55 до 90 днів і більше. Найбільш посухостійкі сорти на півдні України. Відрізняють, як і у пшениці, сорти, стійкі до весняної і літньої посухи. Для багатьох сортів, що стійкі до літньої посухи, характерні швидкий ріст у ранішні фази вегетації і раннє дозрівання. Це дає змогу їм ефективно використовувати весняні запаси вологи і закінчувати вегетацію до настання найбільш жорстокої посухи. Посухостійкість пов’язана також з дрібними листовими пластинками, потужним восковим налітом, грубістю колоса і вустюків, гарним розвитком первинних корінців. Відомі жаростійкі сорти ячменю, а також такі, що сполучають посухостійкість з чутливістю до зрошення. Сорти, які стійкі до кислих грунтів, зустрічаються в Нечорноземній зоні Російської Федерації і Скандинавських країнах.
Ячмінь уражується багатьома хворобами. Серед яких найбільш шкодочинні різноманітні види сажки (пильна, тверда, камінна), борошниста роса. Гельмінтоспоріози (плямистий, смугастий, сітчастий), кореневі гнилі. Уражується він також іржастими грибами, рінхоспоріозом, септоріозом, бактеріальним і вірусними хворобами. Агротехнічні і хімічні міри боротьби ефективні проти кореневих гнилей (сівозміни) і різноманітних видів сажки (протруювання насіння). Сильно уражується шведською мухою.
Ячмінь – високоврожайна культура. Врожайність визначається як продуктивністю колоса, так і густотою стеблестою. В формуванні останнього великого значення набуває продуктивне кущення, що відрізняє ячмінь від ярої пшениці.
Біологія цвітіння і запліднення. Ячмінь – достатньо строгий самозапилювач. Цвітіння настає переважно одночасно з виколошуванням, а при прохолодній погоді – через 1 – 2 дні. В жарку посушливу погоду колос цвіте в піхві листа. Як і в пшениці, можливе хазмогамне (відкрите) і клейстогамне (закрите) цвітіння. Існують значні сортові відмінності по типу цвітіння. Багаторядний ячмінь частіше цвіте відкрито, а бокові колоски – частіше, ніж центральні. Прохолодна волога погода сприяє відкритому цвітінню, жарка суха – закритому. Цвітіння починається біля 6 год. ранку, досягає максимуму до 7 – 8 год і опівдні затухає, але може продовжуватися і цілий день. У жаркі дні максимум настає раніше і краще виражений, ніж у прохолодні.
Цвітіння розпочинається в центрі колоса і розповсюджується до його верхівки і основи. Першими зацвітають центральні колоски. У двохрядного ячменю групи нутанція бокові колоски можуть викидати фертильний пилок, але цвітіння їх сильно запізнюється. Колос цвіте 2 – 4 дні. Приймочки маточки залишаються життєздатними 4 – 6 днів з моменту цвітіння, але максимальна здатність до запліднення спостерігається на 2 – 3 день. Пилок ячменю, як і пилок пшениці, швидко втрачає запліднюючу здатність: через 10 хв. перебування на відкритому повітрі він трачає життєздатність повністю.